[go: up one dir, main page]

JP7648881B2 - Steel sheet pile manufacturing equipment - Google Patents

Steel sheet pile manufacturing equipment Download PDF

Info

Publication number
JP7648881B2
JP7648881B2 JP2021042728A JP2021042728A JP7648881B2 JP 7648881 B2 JP7648881 B2 JP 7648881B2 JP 2021042728 A JP2021042728 A JP 2021042728A JP 2021042728 A JP2021042728 A JP 2021042728A JP 7648881 B2 JP7648881 B2 JP 7648881B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
guide
stand
rolled material
steel sheet
web
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021042728A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022142526A (en
Inventor
慎也 林
雅典 河合
浩 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2021042728A priority Critical patent/JP7648881B2/en
Publication of JP2022142526A publication Critical patent/JP2022142526A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7648881B2 publication Critical patent/JP7648881B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Metal Rolling (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

本発明は、例えばハット形鋼矢板、U形鋼矢板等の鋼矢板の製造装置に関する。 The present invention relates to a manufacturing device for steel sheet piles, such as hat-shaped steel sheet piles and U-shaped steel sheet piles.

ハット形鋼矢板、U形鋼矢板等の両端に継手を有する鋼矢板の製造は、例えば特許文献1に示すような孔型圧延法によって行われている。具体的には、孔型圧延法の一般的な工程として、先ず加熱炉において所定の温度に加熱した矩形材を、孔型を備えた粗圧延機、中間圧延機及び仕上圧延機によって順に圧延することが知られている。 Hat-shaped steel sheet piles, U-shaped steel sheet piles, and other steel sheet piles with joints at both ends are manufactured by a groove rolling method as shown in Patent Document 1, for example. Specifically, a typical process of the groove rolling method is known to be to first heat a rectangular material to a predetermined temperature in a heating furnace, and then roll it in sequence using a roughing mill, an intermediate rolling mill, and a finishing rolling mill equipped with grooves.

また、特にハット形鋼矢板等の大型で非対称な製品を製造する場合に、上記粗圧延機、中間圧延機及び仕上圧延機で製造するためには、多数の孔型が必要となり大規模な設備が必要となる上、造形方法が複雑化し、製品の形状バラツキや形状不良が発生しやすくなる。更には、異なる形状の鋼矢板を製造するためには多数のロールが必要となる。これに対して、特許文献2に示すように、熱間圧延によって鋼矢板を圧延・製造した後に、ロールフォーミングによる冷間加工で曲げ加工(以下、曲げ成形とも呼称する)を行い、圧延設備を超える広幅の鋼矢板及び断面高の高い鋼矢板を製造する技術が知られている。 In particular, when manufacturing large, asymmetric products such as hat-shaped steel sheet piles, many grooves are required to manufacture them using the roughing mill, intermediate mill, and finishing mill, and large-scale equipment is required. In addition, the shaping method becomes complicated, and the product is more likely to have shape variations and defective shapes. Furthermore, many rolls are required to manufacture steel sheet piles of different shapes. In response to this, as shown in Patent Document 2, a technology is known in which a steel sheet pile is rolled and manufactured by hot rolling, and then bent (hereinafter also referred to as bending) by cold processing using roll forming, to manufacture steel sheet piles with a width that exceeds that of rolling equipment and steel sheet piles with a high cross-sectional height.

また、非特許文献1には、板厚が4~7mm程度の薄い鋼板を素材として複数の成形機を冷間で使用し、鋼板に対して曲げ成形を行い、軽量鋼矢板を製造する技術が開示されている。この技術においては、熱間圧延鋼矢板に比べて板厚が薄いため成形が容易であり、鋼板から多数のロールを用いてほぼ対称に曲げ製造するために左右のクロップ部形状の差もほとんど生じないことから、ずれ噛み(噛み込みのずれ)が生じにくいといった利点がある。 Non-Patent Document 1 discloses a technology for manufacturing lightweight steel sheet piles by using multiple cold forming machines to bend and form thin steel plate with a thickness of about 4 to 7 mm. This technology has the advantage that the plate is easier to form because it is thinner than hot-rolled steel sheet piles, and there is almost no difference in the shape of the cropped parts on the left and right sides because the steel plate is bent almost symmetrically using multiple rolls, making it less likely to cause misalignment (misalignment of the bite).

また、左右が非対称な鋼矢板を製造する場合に、特に中間圧延や仕上げ圧延時に、圧延機の出側で被圧延材が上下反り、左右曲がり、捩じれなどを起こすことが知られている。これに対して、例えば特許文献3には、圧延機の入出側に板状のガイド(第1~第3のガイド)を設け、上下反り、左右曲がり、捩じれなどを防止する技術が開示されている。 It is also known that when manufacturing asymmetric steel sheet piles, the material being rolled can warp up and down, bend left and right, or twist at the exit side of the rolling mill, especially during intermediate rolling and finish rolling. In response to this, for example, Patent Document 3 discloses a technology in which plate-shaped guides (first to third guides) are provided at the entry and exit sides of the rolling mill to prevent warping up and down, bending left and right, and twisting.

特開平10-192905号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-192905 特開2003-230916号公報JP 2003-230916 A 特開2009-119513号公報JP 2009-119513 A

「ロール成形」日本塑性加工学会編、コロナ社、83頁~85頁、111頁~113頁"Roll Forming", edited by the Japan Society for Technology of Plasticity, Corona Publishing, pp. 83-85, 111-113

しかしながら、上記特許文献1に例示される、従来の孔型圧延方法では、中間圧延工程~仕上圧延工程にて孔型シフトを行いながら1孔型で1パスの圧延を行うため、圧延を行う孔型数に応じて被圧延材の総延伸が制約され、製品の延び長さが小さいといった問題がある。更に、従来の孔型圧延方法によって大型の鋼矢板製品を製造する場合には、1つのロールに配置可能な孔型の数が減少したり、ロール径が大きくなってしまい製造効率が低下したり、大型の圧延機が必要になる。 However, in the conventional groove rolling method exemplified in Patent Document 1, one pass of rolling is performed with one groove while shifting the groove from the intermediate rolling process to the finish rolling process, so the total elongation of the rolled material is restricted according to the number of grooves used for rolling, resulting in a small elongation length of the product. Furthermore, when manufacturing large steel sheet pile products using the conventional groove rolling method, the number of grooves that can be arranged on one roll is reduced, the roll diameter becomes large, reducing manufacturing efficiency, and a large rolling mill is required.

また、上記特許文献2に例示されるような鋼矢板の製造方法では、冷間加工によって曲げ加工を行うこととしており、更にフラットロールである支承ロールを用いて被圧延材のコーナー部を直接圧下しない構成となっているため、当該コーナー部に直接塑性変形が加わりにくく、効果的な曲げ加工が行えないといった問題や、冷間加工であるために成形後のスプリングバックが大きくなりやすいといった問題がある。また、複数の成形ロール(支承ロール)でウェブとフランジを別々のタイミングで成形する場合、支点が被圧延材の長手方向にずれるため曲げ成形の効率が低下するといった問題もある。 In addition, in the manufacturing method of steel sheet piles as exemplified in Patent Document 2, bending is performed by cold working, and furthermore, the corners of the rolled material are not directly pressed down using flat support rolls, which causes problems such as the difficulty of applying plastic deformation directly to the corners and the inability to perform effective bending, and the fact that cold working tends to result in large springback after forming. In addition, when the web and flange are formed at different times using multiple forming rolls (support rolls), there is also the problem that the efficiency of bending is reduced because the fulcrum is shifted in the longitudinal direction of the rolled material.

また、特許文献2に記載の鋼矢板の製造方法では、冷間加工によって曲げ加工を行う際の温度をA1変態温度以下の温度、あるいは再結晶温度以下の温度としている。このような温度域で曲げ加工を行うと加工負荷が大きく、伸びや靭性の低下等の材質の劣化、残留応力の増大等が問題となる場合もある。従って、これらの課題を改善するために多数の成形ロールを配置する必要が生じ、設備の大型化や構造の複雑化が問題となる。 In addition, in the manufacturing method of steel sheet piles described in Patent Document 2, the temperature when bending by cold working is set to a temperature below the A1 transformation temperature or below the recrystallization temperature. Bending in such a temperature range imposes a large processing load, and problems such as deterioration of the material, such as a decrease in elongation and toughness, and an increase in residual stress, may occur. Therefore, in order to solve these problems, it becomes necessary to arrange a large number of forming rolls, which leads to problems of large equipment and complex structure.

また、上記非特許文献1に記載の技術は冷間で行われる技術であり、冷間での曲げ成形はクロップ部のない状態でピンチロールで鋼板を拘束して送り込みながら多段スタンドで曲げ成形が行われるのに対し、熱間圧延と連続して曲げ成形を行う場合には、被圧延材に左右非対称なクロップ部や曲がりが形成されやすく、これによるずれ噛みが生じやすいため、非特許文献1の技術を熱間圧延と連続して行う大型の鋼矢板の曲げ成形に適用することは困難であるといった問題がある。 The technology described in Non-Patent Document 1 is a cold bending technology, and cold bending is performed in a multi-stage stand while the steel plate is restrained and fed by pinch rolls without cropping. In contrast, when bending is performed continuously with hot rolling, asymmetric crops and bends are likely to be formed in the rolled material, which can easily cause misalignment and jamming. Therefore, there is a problem that it is difficult to apply the technology described in Non-Patent Document 1 to bending large steel sheet piles continuously with hot rolling.

また、上記特許文献3に記載の技術では、鋼矢板を熱間圧延する圧延機に鋼矢板の幅方向にわたる第1~第3のガイドを設けており、安定した圧延を指向している。しかしながら、曲げ成形のような断面形状の大きな変化を伴う成形について好適にガイドを施す構成については何ら言及されていない。即ち、圧延後の鋼矢板に対し曲げ成形を行う場合には、被圧延材が装置に噛み込んだ際に生じる捩じれに対応し、かつ曲げ成形特有な定常状態においてロールバイトの入側で生じる大きな断面変形に対応するためのガイド構成等を適用する必要があり、この特許文献3に記載の技術を鋼矢板の曲げ成形に適用するのは妥当とはいえない。 In addition, in the technology described in the above Patent Document 3, the rolling mill that hot rolls the steel sheet pile is provided with first to third guides across the width of the steel sheet pile, aiming for stable rolling. However, there is no mention of a configuration for providing suitable guides for forming that involves a large change in cross-sectional shape, such as bending. In other words, when bending a steel sheet pile after rolling, it is necessary to apply a guide configuration or the like that can deal with the twisting that occurs when the rolled material is bitten into the equipment and can deal with the large cross-sectional deformation that occurs at the entry side of the roll bite in the steady state specific to bending, and it cannot be said that it is appropriate to apply the technology described in Patent Document 3 to bending steel sheet piles.

上記事情に鑑み、本発明の目的は、熱間による仕上圧延の後に被圧延材に対して曲げ成形を行うことで鋼矢板製品を製造するに際し、製品形状の非対称性や温度偏差、圧延中の上下ロールの軸方向のずれなどによって、圧延工程で被圧延材に左右非対称なクロップ部や曲がりが形成され、曲げ成形機での被圧延材の先端のずれ噛みや捩じれが生じた場合であっても、センタリング性を損なわず、被圧延材の長手方向の寸法変動を抑制することが可能な鋼矢板の製造装置を提供することにある。 In view of the above circumstances, the object of the present invention is to provide a steel sheet pile manufacturing device that can suppress the longitudinal dimensional fluctuation of the rolled material without impairing centering properties, even when asymmetric crops or bends are formed in the rolled material during the rolling process due to asymmetry in the product shape, temperature deviation, or axial misalignment of the upper and lower rolls during rolling, causing misalignment and twisting of the tip of the rolled material in the bending machine, when manufacturing steel sheet pile products by bending the rolled material after hot finishing rolling.

前記の目的を達成するため、本発明によれば、熱間圧延により鋼矢板を製造する製造装置であって、粗圧延機、中間圧延機、仕上圧延機、及び、被圧延材に対し仕上げ圧延と連続して曲げ成形を行う曲げ成形機を有し、前記曲げ成形機は、第1スタンドを含む1又は複数のスタンドからなり、被圧延材のウェブ対応部の上面を拘束するウェブ拘束ガイドを、前記曲げ成形機の少なくとも第1スタンド上流側に備え、前記ウェブ拘束ガイドの外幅は、当該ウェブ拘束ガイドの設置位置における被圧延材の定常状態での予変形部の左右フランジ内側間隔より狭く構成されることを特徴とする、鋼矢板の製造装置が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a manufacturing device for manufacturing steel sheet piles by hot rolling, which includes a roughing mill, an intermediate mill, a finishing mill, and a bending machine that bends the rolled material continuously with the finishing rolling, the bending machine being composed of one or more stands including a first stand, and a web restraining guide that restrains the upper surface of the web corresponding part of the rolled material is provided at least upstream of the first stand of the bending machine, and the outer width of the web restraining guide is configured to be narrower than the inner distance between the left and right flanges of the pre-deformed part of the rolled material in a steady state at the installation position of the web restraining guide.

前記曲げ成形機の上下孔型ロールにおける被圧延材のウェブ対応部ならびにフランジ対応部に対向する部分のロール直下でのロール隙は、それぞれ前記ウェブ対応部ならびにフランジ対応部の厚みより大きく構成されても良い。 The roll gap directly below the upper and lower hole type rolls of the bending machine in the portions facing the web corresponding portion and the flange corresponding portion of the rolled material may be configured to be larger than the thickness of the web corresponding portion and the flange corresponding portion, respectively.

前記ウェブ拘束ガイドとしてローラーガイドが設けられ、圧延ラインに対し前記ローラーガイドと対向する位置に搬送ローラーが設けられても良い。 A roller guide may be provided as the web restraint guide, and a conveying roller may be provided at a position facing the roller guide with respect to the rolling line.

前記ウェブ拘束ガイドとして圧延ラインに対し上下一対の対向する上下ローラーガイド対が設けられても良い。 A pair of opposing upper and lower roller guides may be provided on the rolling line as the web restraint guide.

前記搬送ローラーは、平面視において前記ローラーガイドと同一位置又は下流側にずれた位置に設けられても良い。 The transport roller may be located at the same position as the roller guide or shifted downstream in a plan view.

前記上下ローラーガイド対のうち、下ローラーガイドは、平面視において上ローラーガイドと同一位置又は下流側にずれた位置に設けられても良い。 Of the pair of upper and lower roller guides, the lower roller guide may be located at the same position as the upper roller guide or at a position shifted downstream in a plan view.

前記ウェブ拘束ガイドは、前記被圧延材の内側面に沿って圧延方向に延伸する内側ガイドであり、前記内側ガイドの断面形状は、仕上圧延後の被圧延材に近似した断面形状から、曲げ成形直前の被圧延材の断面形状まで連続的に変化する構成であっても良い。 The web restraining guide is an inner guide that extends in the rolling direction along the inner surface of the rolled material, and the cross-sectional shape of the inner guide may be configured to change continuously from a cross-sectional shape that approximates the rolled material after finish rolling to the cross-sectional shape of the rolled material immediately before bending.

前記被圧延材の下面に沿って、圧延方向に延伸する略平板形状の下側ガイド又は搬送ローラーの少なくともいずれかを備えても良い。 At least one of a lower guide or a conveying roller having a generally flat plate shape extending in the rolling direction along the lower surface of the rolled material may be provided.

前記ウェブ拘束ガイドは、以下の式(1)を満たす距離Lだけ前記第1スタンドの孔型ロールのロール軸位置から上流側の位置を含んで設けられても良い。
L>L1+L2 ・・・(1)
但し、L1:曲げ成形開始位置と第1スタンドの孔型ロールのロール軸位置との距離、L2:被圧延材のフランジ対応部のクロップ長、である。
The web restraining guide may be provided at a position upstream from the roll axis position of the grooved roll of the first stand by a distance L that satisfies the following formula (1).
L>L1+L2...(1)
Here, L1 is the distance between the bending start position and the roll axis position of the grooved roll of the first stand, and L2 is the crop length of the flange corresponding portion of the rolled material.

前記被圧延材の幅方向両端部外側において圧延方向に延伸する外側ガイドを備えても良い。 Outer guides may be provided on the outside of both widthwise ends of the rolled material, extending in the rolling direction.

本発明によれば、熱間による仕上圧延の後に被圧延材に対して曲げ成形を行うことで鋼矢板製品を製造するに際し、被圧延材に左右非対称なクロップ部や曲がりが形成され、曲げ成形機での被圧延材の先端のずれ噛みや捩じれが生じた場合であっても、センタリング性を損なわず、被圧延材の長手方向の寸法変動を抑制し、少ないスタンド数で大きな曲げ成形を行うことが可能となる。 According to the present invention, when manufacturing steel sheet pile products by bending the rolled material after hot finishing rolling, even if asymmetric crops or bends are formed in the rolled material and the tip of the rolled material becomes misaligned or twisted in the bending machine, centering is not impaired, dimensional fluctuations in the longitudinal direction of the rolled material are suppressed, and large bending can be performed with a small number of stands.

圧延ラインの概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a rolling line. 曲げ成形機の概略側面断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional side view of a bending machine. 曲げ成形機の概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view of the bending machine. 第1スタンドの孔型形状を示す概略的な拡大正面図である。FIG. 4 is a schematic enlarged front view showing a hole shape of a first stand. 第2スタンドの孔型形状を示す概略的な拡大正面図である。FIG. 11 is a schematic enlarged front view showing the hole shape of the second stand. 第1スタンド及び第2スタンドにおいて曲げ成形される被圧延材の形状変化についての説明図である。5 is an explanatory diagram of the shape change of a rolled material being bent in a first stand and a second stand. FIG. 曲げ成形機への被圧延材の噛み込み直前の様子を示した概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a state immediately before the workpiece to be rolled is bitten into the bending machine. FIG. 曲げ成形機における被圧延材の噛み込みの様子を示す概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view showing how the workpiece is bitten in the bending machine. ローラーガイドを設けた構成についての概略平面図である。FIG. 13 is a schematic plan view of a configuration in which a roller guide is provided. ローラーガイドを設けた構成における被圧延材の噛み込みの様子を示す概略正面図である。FIG. 11 is a schematic front view showing how the rolled material is bitten in a configuration provided with roller guides. ローラーガイドの支持機構に関する概略側面図である。FIG. 4 is a schematic side view of a support mechanism for the roller guide. ローラーガイドの支持機構に関する概略正面図である。FIG. 4 is a schematic front view of a support mechanism for the roller guide. 本発明の第1変形例についての概略説明図である。FIG. 11 is a schematic explanatory diagram of a first modified example of the present invention. 本発明の第2変形例についての概略説明図である。FIG. 13 is a schematic explanatory diagram of a second modified example of the present invention. 図14(a)のA-A’断面及びB-B’断面における内側ガイド、下側ガイド、外側ガイドと被圧延材の状態を示す概略断面図である。14(a) is a schematic cross-sectional view showing the state of the inner guide, lower guide, outer guide, and rolled material at the A-A' cross section and the B-B' cross section of FIG. 14(a). 外側ガイドの変形例についての概略説明図である。13A and 13B are schematic explanatory diagrams illustrating modified examples of the outer guide. 比較例1の結果を示すグラフである。1 is a graph showing the results of Comparative Example 1. 実施例1の結果を示すグラフである。1 is a graph showing the results of Example 1. ローラーガイドのロール軸を含む圧延方向に垂直な断面における、被圧延材Aの噛み込み時の断面形状と、被圧延材の定常状態の予変形部の断面形状を示した概略説明図である。1 is a schematic explanatory diagram showing the cross-sectional shape of the rolled material A when it is bitten, and the cross-sectional shape of the pre-deformed portion of the rolled material in a steady state, in a cross section perpendicular to the rolling direction including the roll axis of the roller guide. 曲げ成形における被圧延材Aの予変形の状態を数値解析したグラフである。1 is a graph showing a numerical analysis of the state of pre-deformation of rolled material A during bending. ウェブ拘束ガイドとしてのローラーガイドの外幅Qに関する概略説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of an outer width Q of a roller guide serving as a web restraining guide. ローラーガイドの変形例を示す概略説明図である。FIG. 13 is a schematic explanatory diagram showing a modified example of the roller guide. 本発明の第3実施例についてのグラフである。13 is a graph for a third embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本実施の形態では鋼矢板製品としてハット形鋼矢板を製造する場合について説明する。以下では、説明のために圧延ラインTにおける鋼材を、総称して「被圧延材A」と呼称する場合があり、各図において適宜その形状を破線や実線等を用いて図示する場合がある。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In this specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are given the same reference numerals to avoid repeated explanation. In this embodiment, a case where a hat-shaped steel sheet pile is manufactured as a steel sheet pile product is described. In the following, for the sake of explanation, the steel material in the rolling line T may be collectively referred to as "rolled material A", and its shape may be illustrated appropriately in each drawing using dashed lines, solid lines, etc.

(圧延ラインの概略)
図1は、本発明の実施の形態にかかるハット形鋼矢板を製造する製造装置としての圧延ラインT(図中一点鎖線)と、圧延ラインTに備えられる圧延機等についての概略説明図である。なお、図1において圧延ラインTの圧延進行方向は矢印で示されている方向であり、当該方向へ被圧延材が流れ、ライン上の各圧延機、曲げ成形機において圧延・曲げ成形が行われ、製品が造形される。
(Outline of the rolling line)
Fig. 1 is a schematic explanatory diagram of a rolling line T (indicated by a dashed line in the drawing) as a manufacturing device for manufacturing a hat-shaped steel sheet pile according to an embodiment of the present invention, and rolling machines and the like provided in the rolling line T. In Fig. 1, the rolling direction of the rolling line T is indicated by an arrow, and the material to be rolled flows in the direction, and is rolled and bent in each rolling machine and bending machine on the line to form a product.

図1に示すように、圧延ラインTには、上流から順に粗圧延機10、第1中間圧延機13、第2中間圧延機16、仕上圧延機19、曲げ成形機20が順に配置されている。また、第1中間圧延機13にはエッジャー圧延機14が、第2中間圧延機16にはエッジャー圧延機17がそれぞれ隣接して配置されている。 As shown in FIG. 1, the rolling line T is arranged, in order from upstream, with a roughing mill 10, a first intermediate rolling mill 13, a second intermediate rolling mill 16, a finishing rolling mill 19, and a bending mill 20. In addition, an edger rolling mill 14 is arranged adjacent to the first intermediate rolling mill 13, and an edger rolling mill 17 is arranged adjacent to the second intermediate rolling mill 16.

圧延ラインTにおいては、図示しない加熱炉において加熱された矩形材(被圧延材A)が粗圧延機10~仕上圧延機19において順次熱間で圧延され、更に、仕上圧延機19と直線状に配置した曲げ成形機20によって熱間で成形され、最終製品であるハット形鋼矢板となる。なお、以下では説明のため、粗圧延機10で圧延された被圧延材Aを粗形材、第1中間圧延機13、第2中間圧延機16によって圧延された被圧延材を中間材、仕上圧延機19によって圧延された被圧延材を仕上材19aとも呼称する。即ち、仕上材19aを曲げ成形機20によって成形(断面変更)したものが最終製品(即ち、ハット形鋼矢板製品)となる。 In the rolling line T, rectangular material (rolled material A) heated in a heating furnace (not shown) is hot rolled in the rough rolling mill 10 to the finishing rolling mill 19, and is hot shaped by the bending machine 20 arranged in a straight line with the finishing rolling mill 19 to become the final product, a hat-shaped steel sheet pile. For the sake of explanation, the rolled material A rolled by the rough rolling mill 10 is also called the rough shaped material, the rolled material rolled by the first intermediate rolling mill 13 and the second intermediate rolling mill 16 is also called the intermediate material, and the rolled material rolled by the finishing rolling mill 19 is also called the finished material 19a. In other words, the finished material 19a is shaped (cross-section changed) by the bending machine 20 to become the final product (i.e., the hat-shaped steel sheet pile product).

ここで、圧延ラインTに配置される粗圧延機10、第1中間圧延機13、第2中間圧延機16、仕上圧延機19や、付随して配置されるエッジャー圧延機14、17は従来から鋼矢板の製造において用いられている一般的な設備であるため、その詳細な装置構成等についての説明は本明細書では省略する。 The roughing mill 10, first intermediate mill 13, second intermediate mill 16, and finishing mill 19 arranged in the rolling line T, as well as the associated edge mills 14 and 17, are common equipment that has been used in the manufacture of steel sheet piles for some time, and therefore detailed descriptions of their device configurations, etc. will be omitted in this specification.

(曲げ成形機の概略的な構成)
次に、曲げ成形機20の詳細な構成について図面を参照して説明する。図2は曲げ成形機20の概略側面断面図であり、図3は曲げ成形機20の概略正面図である。図2、3に図示した曲げ成形機20は、仕上圧延機19において仕上圧延された仕上材19aを曲げ成形するものである。なお、図3には以下に説明する曲げ成形機20が備える第1スタンド22の概略正面図を図示している。ここで、本実施の形態では曲げ成形機20は2つの成形スタンド(以下に説明する成形スタンド22、23)から構成される場合を例示して説明しているが、曲げ成形機20は1又は任意の複数のスタンドから構成されていても良い。
(Schematic configuration of bending machine)
Next, the detailed configuration of the bending machine 20 will be described with reference to the drawings. Fig. 2 is a schematic side cross-sectional view of the bending machine 20, and Fig. 3 is a schematic front view of the bending machine 20. The bending machine 20 shown in Figs. 2 and 3 bends the finishing material 19a that has been finish-rolled in the finishing rolling mill 19. Fig. 3 also shows a schematic front view of a first stand 22 provided in the bending machine 20, which will be described below. Here, in this embodiment, the bending machine 20 is described as being composed of two forming stands (forming stands 22 and 23, which will be described below), but the bending machine 20 may be composed of one or any number of stands.

図2に示すように、本実施の形態にかかる曲げ成形機20は隣接してタンデム配置された2つの成形スタンド22、23(以下、上流側の第1スタンド22、下流側の第2スタンド23とも呼称する)を備えている。また、図3に示すように、各スタンド22、23それぞれには、上孔型ロールと下孔型ロールとで構成される成形用孔型(後述する孔型45、55)が刻設されており、その孔型形状は第1スタンド22と第2スタンド23とで異なる形状となっている。 As shown in FIG. 2, the bending machine 20 according to this embodiment has two forming stands 22, 23 (hereinafter also referred to as the first stand 22 on the upstream side and the second stand 23 on the downstream side) arranged adjacent to each other in tandem. Also, as shown in FIG. 3, each stand 22, 23 is engraved with a forming groove (groove 45, 55 described later) consisting of an upper groove roll and a lower groove roll, and the groove shape is different between the first stand 22 and the second stand 23.

ここで、第1スタンド22と第2スタンド23のロール構成ならびに孔型形状について説明する。図4は、第1スタンド22の孔型形状を示す概略的な拡大正面図であり、図5は第2スタンド23の孔型形状を示す概略的な拡大正面図である。なお、図4には曲げ成形機20による成形を行う前の状態である仕上材19aの断面形状を一点鎖線で図示し、図5には第2スタンド23で成形を行う前の状態である仕上材19a’の断面形状を一点鎖線で図示している。また、以下では、略ハット形形状の被圧延材を上開き(後述するウェブ対応部を下方とし、腕対応部を上方に位置させる)姿勢で曲げ成形する場合を例示して説明する。 Here, the roll configuration and the groove shape of the first stand 22 and the second stand 23 will be described. FIG. 4 is a schematic enlarged front view showing the groove shape of the first stand 22, and FIG. 5 is a schematic enlarged front view showing the groove shape of the second stand 23. FIG. 4 shows the cross-sectional shape of the finished material 19a in a state before forming by the bending machine 20 with a dashed line, and FIG. 5 shows the cross-sectional shape of the finished material 19a' in a state before forming by the second stand 23 with a dashed line. In the following, an example will be described in which a rolled material having a substantially hat-shaped shape is bent and formed in an upward open position (with the web corresponding part described later positioned downward and the arm corresponding part positioned upward).

図3及び図4に示すように、第1スタンド22には、上孔型ロール40と下孔型ロール41が筐体44に支持されて設けられ、上孔型ロール40と下孔型ロール41によって孔型45が構成されている。この孔型45はフランジに対応する部分から継手に対応する部分の形状がハット形鋼矢板製品の一歩手前の形状(即ち、略ハット形鋼矢板製品形状)となっている。孔型45は、仕上材19aのフランジに対応する部分(即ち、フランジ対応部)と、仕上材19aのウェブに対応する部分(即ち、ウェブ対応部)とがなす角度、及び仕上材19aの腕に対応する部分(即ち、腕対応部)とがなす角度をそれぞれ変化させ、仕上材19aの高さ及び幅を所定の形状(即ち、製品に近似した断面形状)に曲げ成形するものである。特に大型のハット形鋼矢板を製造する場合には、粗圧延機10~仕上圧延機19において高さを低く抑えた形状でもって被圧延材(粗形材~仕上材19a)の圧延を行い、曲げ成形機20において被圧延材の高さを所望の製品高さまで高めるように曲げ成形を行うといった方法を採ることが好ましい。 3 and 4, the first stand 22 is provided with an upper perforated roll 40 and a lower perforated roll 41 supported by a housing 44, and the upper perforated roll 40 and the lower perforated roll 41 form a perforated roll 45. The shape of the perforated roll 45 from the part corresponding to the flange to the part corresponding to the joint is one step before the hat-shaped steel sheet pile product (i.e., approximately the hat-shaped steel sheet pile product shape). The perforated roll 45 changes the angle between the part corresponding to the flange of the finishing material 19a (i.e., the flange corresponding part) and the part corresponding to the web of the finishing material 19a (i.e., the web corresponding part), and the angle between the part corresponding to the arm of the finishing material 19a (i.e., the arm corresponding part), and bends and forms the height and width of the finishing material 19a into a predetermined shape (i.e., a cross-sectional shape similar to the product). In particular, when manufacturing large hat-shaped steel sheet piles, it is preferable to use a method in which the rough rolling mill 10 to the finishing rolling mill 19 roll the rolled material (rough material to finishing material 19a) in a shape with a low height, and then the bending machine 20 bends the rolled material to increase its height to the desired product height.

また、図5に示すように、第2スタンド23には、上孔型ロール50と下孔型ロール51が筐体54に支持されて設けられ、上孔型ロール50と下孔型ロール51によって孔型55が構成されている。この孔型55は所望の製品形状に近い形状となっており、曲げ成形機20の第1スタンド22にて成形されたフランジに対応する部分(即ち、フランジ対応部)と、仕上材19aのウェブに対応する部分(即ち、ウェブ対応部)とがなす角度、及び腕に対応する部分(即ち、腕対応部)とがなす角度をそれぞれ変化させ、フランジ形状、腕形状及び継手形状を所定の形状(即ち、製品の形状)に成形するものである。即ち、この第2スタンド23では、第1スタンド22での成形において製品形状に対して不十分であったフランジ対応部の傾斜角度を、製品形状に応じた角度まで変形させる成形が行われる。 As shown in FIG. 5, the second stand 23 has an upper hole type roll 50 and a lower hole type roll 51 supported by a housing 54, and the upper hole type roll 50 and the lower hole type roll 51 form a hole type 55. This hole type 55 has a shape close to the desired product shape, and changes the angle between the part corresponding to the flange (i.e., the flange corresponding part) formed in the first stand 22 of the bending machine 20 and the part corresponding to the web of the finishing material 19a (i.e., the web corresponding part), and the angle between the part corresponding to the arm (i.e., the arm corresponding part), respectively, to form the flange shape, arm shape, and joint shape into a predetermined shape (i.e., the product shape). That is, in this second stand 23, the inclination angle of the flange corresponding part, which was insufficient for the product shape in the forming in the first stand 22, is changed to an angle corresponding to the product shape.

ここで、曲げ成形時における上記孔型45及び孔型55におけるロール隙(上孔型ロール40と下孔型ロール41のロール隙ならびに上孔型ロール50と下孔型ロール51のロール隙)は、仕上材19aのフランジ対応部及びウェブ対応部の厚みより大きくなるように構成されている。即ち、曲げ成形機20においては、仕上材19aの板厚圧下は行われず、第1スタンド22及び第2スタンド23の各孔型ロールと仕上材19aとは、後述する一部の所定箇所において接触して曲げ成形が行われる構成となっている。なお、具体的には、ウェブ対応部ならびにフランジ対応部に対向する部分の上記ロール隙は仕上材19aのフランジ対応部ならびにウェブ対応部の厚みより0.5mm~3mm程度大きいことが好ましい。加えて、上記孔型45及び孔型55における仕上材19aの腕対応部にかかる箇所においても、そのロール隙は当該腕対応部の厚みよりも断面全域にわたり大きくなるように構成されていても良い。 Here, the roll gaps in the above-mentioned grooved dies 45 and grooved dies 55 during bending (the roll gap between the upper grooved roll 40 and the lower grooved roll 41 and the roll gap between the upper grooved roll 50 and the lower grooved roll 51) are configured to be larger than the thickness of the flange-corresponding portion and the web-corresponding portion of the finishing material 19a. That is, in the bending machine 20, the plate thickness of the finishing material 19a is not reduced, and the grooved rolls of the first stand 22 and the second stand 23 and the finishing material 19a are configured to come into contact with each other at some predetermined points described later to perform bending. Specifically, the roll gaps in the portions facing the web-corresponding portion and the flange-corresponding portion are preferably 0.5 mm to 3 mm larger than the thickness of the flange-corresponding portion and the web-corresponding portion of the finishing material 19a. In addition, the roll gaps in the above-mentioned grooved dies 45 and grooved dies 55 at the portions corresponding to the arm-corresponding portion of the finishing material 19a may also be configured to be larger than the thickness of the arm-corresponding portion over the entire cross section.

(曲げ成形における被圧延材の成形)
次に、上述したスタンド22、23における被圧延材の成形について説明する。図6は、第1スタンド22及び第2スタンド23において曲げ成形される被圧延材(仕上材19a)の形状変化についての説明図であり、(a)は第1スタンド22での加工前、(b)は第1スタンド22での加工時、(c)は第2スタンド23での加工時の概略断面図を示している。図6(a)に示すように、仕上材19aは略ハット形形状であり、略水平であるウェブ対応部60と、ウェブ対応部60の両端に所定の角度でもってコーナー部70で連結しているフランジ対応部62、63と、各フランジ対応部62、63においてウェブ対応部との連結側と異なる端部に所定の角度でもってコーナー部71で連結している腕対応部65、66と、腕対応部65、66の先端に形成される継手対応部68、69から構成されている。また、仕上材19aは、仕上圧延機19における圧延によって厚みが略製品の厚みとなっており、継手対応部68、69の形状も、略製品継手形状となっている。
(Forming of rolled material in bending)
Next, the forming of the rolled material in the above-mentioned stands 22 and 23 will be described. Fig. 6 is an explanatory diagram of the shape change of the rolled material (finished material 19a) bent in the first stand 22 and the second stand 23, (a) shows a schematic cross-sectional view before processing in the first stand 22, (b) shows processing in the first stand 22, and (c) shows processing in the second stand 23. As shown in Fig. 6(a), the finished material 19a is substantially hat-shaped and is composed of a web corresponding part 60 that is substantially horizontal, flange corresponding parts 62, 63 connected to both ends of the web corresponding part 60 at a corner part 70 at a predetermined angle, arm corresponding parts 65, 66 connected to the end of each flange corresponding part 62, 63 different from the connection side with the web corresponding part at a corner part 71 at a predetermined angle, and joint corresponding parts 68, 69 formed at the tip of the arm corresponding parts 65, 66. In addition, the finishing material 19a has a thickness that is approximately the same as the product thickness due to rolling in the finishing rolling machine 19, and the shape of the joint corresponding parts 68, 69 is also approximately the shape of the product joint.

この図6(a)に示す仕上材19aは、第1スタンド22の孔型45において、フランジ対応部62、63の傾斜角度θ1(水平な圧延ピッチラインに対するフランジ対応部の角度θ1)が大きくなる(図6(b)に示す角度θ2となる)ように曲げ成形される。このような曲げ成形により、仕上材19aは、図6(b)に示すように所望の高さとなる。即ち、第1スタンド22では、仕上材19aの高さが高くなるような曲げ成形が行われる。ここでの曲げ成形による角度変化θ2-θ1を第1曲げ成形角度Δθ1とする。 The finishing material 19a shown in FIG. 6(a) is bent in the groove 45 of the first stand 22 so that the inclination angle θ1 of the flange corresponding portions 62, 63 (angle θ1 of the flange corresponding portions relative to the horizontal rolling pitch line) becomes large (becomes the angle θ2 shown in FIG. 6(b)). By bending in this manner, the finishing material 19a reaches the desired height as shown in FIG. 6(b). That is, in the first stand 22, bending is performed so that the height of the finishing material 19a becomes large. The angle change θ2-θ1 due to bending here is defined as the first bending angle Δθ1.

次いで、図6(c)に示すように、第2スタンド23の孔型55において、フランジ対応部62、63の傾斜角度θ2を製品角度θ3に変化させるような曲げ成形が行われる。即ち、図6(b)、(c)に示すように、フランジ対応部62、63の傾斜角度θ2が、製品の角度θ3となるように成形される。それぞれのスタンドでの曲げ成形においては、少なくとも、ウェブ対応部60とフランジ対応部62、63の連結部であるコーナー部70の内側72と、フランジ対応部62、63と腕対応部65、66の連結部であるコーナー部71の内側73を押圧し、コーナー部を十分に塑性変形させることが好ましい。なお、第2スタンド23通過後にもフランジ対応部62、63の傾斜角度変化が生じる恐れがあるため、孔型55の形状は当該角度変化を考慮して決定することが好ましい。ここでの曲げ成形による角度変化θ3-θ2を第2曲げ成形角度Δθ2とする。 Next, as shown in FIG. 6(c), in the hole 55 of the second stand 23, bending is performed to change the inclination angle θ2 of the flange corresponding parts 62, 63 to the product angle θ3. That is, as shown in FIG. 6(b) and (c), the inclination angle θ2 of the flange corresponding parts 62, 63 is formed to be the product angle θ3. In bending in each stand, it is preferable to press at least the inner side 72 of the corner part 70, which is the connection part between the web corresponding part 60 and the flange corresponding parts 62, 63, and the inner side 73 of the corner part 71, which is the connection part between the flange corresponding parts 62, 63 and the arm corresponding parts 65, 66, to sufficiently plastically deform the corner part. Note that since the inclination angle of the flange corresponding parts 62, 63 may change even after passing through the second stand 23, it is preferable to determine the shape of the hole 55 taking into account the angle change. The angle change θ3-θ2 due to bending here is the second bending angle Δθ2.

なお、これら図6(a)~(c)に記載の曲げ成形工程では、フランジ対応部62、63と腕対応部65、66とがなす角度についても適宜変化させるような曲げ成形も、各スタンドで実施しても良い。最終的な形状としては、腕対応部65、66が略水平となり、製品形状に整合するような曲げ成形を行えば良い。 In the bending process shown in Fig. 6(a) to (c), bending may be performed in each stand to appropriately change the angle between the flange corresponding parts 62, 63 and the arm corresponding parts 65, 66. The final shape is to be such that the arm corresponding parts 65, 66 are approximately horizontal and conform to the product shape.

(曲げ成形前での被圧延材におけるクロップ生成に伴う問題点)
以上説明したように構成される圧延ラインTにおいては、仕上げ圧延後の被圧延材A(仕上材19a)が曲げ成形機20で曲げ成形されて最終製品が製造される。こうして、被圧延材Aを仕上圧延機19から押し込みながら曲げ成形機20に噛み込ませ、仕上げ圧延と連続して曲げ成形を実施することで、噛み込みを容易とし、高い生産性で最終製品の製造を行うことができる。一方で、スラブを素材として鋼矢板製品を製造する場合、通常製品はフランジ厚みの方がウェブ厚みよりも大きいため、仕上げ圧延後には、被圧延材Aの長手方向端部においてフランジ対応部がウェブ対応部よりも先行する。これにより、被圧延材Aの先端には形状不良部(いわゆるクロップ)が生成されることが知られている。即ち、曲げ成形機20の噛み込み直前において被圧延材Aの先端にはクロップが形成された状態であり、その状態で曲げ成形機20への噛み込みが開始されることに伴い種々の問題が生じることが本発明者らにより知見されている。
(Problems with crop formation in rolled material before bending)
In the rolling line T configured as described above, the rolled material A (finished material 19a) after finish rolling is bent by the bending machine 20 to manufacture the final product. In this way, the rolled material A is pushed from the finishing rolling machine 19 and bitten into the bending machine 20, and bending is performed continuously with the finish rolling, making it easy to bit into the material, and the final product can be manufactured with high productivity. On the other hand, when a steel sheet pile product is manufactured using a slab as a material, the flange thickness of the product is usually larger than the web thickness, so that after finish rolling, the flange corresponding part at the longitudinal end of the rolled material A precedes the web corresponding part. As a result, it is known that a shape defect part (so-called crop) is generated at the tip of the rolled material A. That is, the present inventors have found that a crop is formed at the tip of the rolled material A just before the biting of the bending machine 20, and various problems occur when the biting of the bending machine 20 is started in this state.

図7は曲げ成形機20への被圧延材の噛み込み直前の様子を示した概略平面図であり、被圧延材Aの長手方向先端の一部を図示したものである。図7に示すように、曲げ成形機20の第1スタンド22上流側には被圧延材Aの幅方向の両側側方に配置される外側ガイド80が設けられ、この外側ガイド80に誘導された状態で第1スタンド22に被圧延材Aが噛み込まれる。図示のように、仕上げ圧延後の被圧延材Aには、その先端においてクロップが生成されている。クロップの生成に際しては、粗圧延~仕上げ圧延時の上下ロールの軸方向のずれや温度偏差などが原因となり、左右のフランジ対応部62、63の圧下量の差に起因して左右非対称長さのクロップが生成する場合がある。 Figure 7 is a schematic plan view showing the state immediately before the rolled material is bitten into the bending machine 20, and shows a part of the longitudinal tip of the rolled material A. As shown in Figure 7, outer guides 80 are provided on both sides of the width direction of the rolled material A upstream of the first stand 22 of the bending machine 20, and the rolled material A is bitten into the first stand 22 while being guided by these outer guides 80. As shown in the figure, a crop is generated at the tip of the rolled material A after finish rolling. When the crop is generated, due to the axial misalignment of the upper and lower rolls during rough rolling to finish rolling and temperature deviation, etc., a crop of asymmetric length may be generated due to the difference in the amount of reduction of the left and right flange corresponding parts 62, 63.

左右非対称長さのクロップが生成した状態で被圧延材Aが曲げ成形機20に噛み込むと、図7のように、先行する一方のフランジ対応部(図示ではフランジ対応部62)が先に曲げ成形機20の下孔型ロール41に接触する。即ち、一方のフランジ対応部が先行して下孔型ロール41に接触し、そのフランジ対応部が下孔型ロール41への接触により持ち上げられことで被圧延材Aの断面全体が斜めに傾きながら曲げ成形機20に噛み込まれるといった現象が生じる。 When the material A to be rolled is bitten into the bending machine 20 with a crop of asymmetric length generated, one of the leading flange corresponding parts (flange corresponding part 62 in the figure) comes into contact with the lower hole type roll 41 of the bending machine 20 first, as shown in Figure 7. That is, one of the flange corresponding parts comes into contact with the lower hole type roll 41 first, and the flange corresponding part is lifted by contact with the lower hole type roll 41, so that the entire cross section of the material A to be rolled is bitten into the bending machine 20 while tilting obliquely.

図8は曲げ成形機20における被圧延材の噛み込みの様子を示す概略正面図であり、噛み込み状態をスタンド入側方向から見た概略図である。なお、図8では、簡略化のため、ロール及び被圧延材のみを図示し、筐体等は省略している。図7、8に示すように、一方のフランジ対応部(ここではフランジ対応部62)が他方のフランジ対応部(ここではフランジ対応部63)よりも先行して下孔型ロール41に接触し、持ち上げられるために被圧延材Aの断面全体が斜め(図中、反時計回り)に傾き、その状態で噛み込みが進行する。このような状態で噛み込みが進むと被圧延材Aに生じた捩じれが大きくなり、後続の被圧延材Aの噛み込みが不安定になる恐れがある。 Figure 8 is a schematic front view showing the biting of the rolled material in the bending machine 20, and is a schematic view of the biting state seen from the stand entry side. For simplification, in Figure 8, only the rolls and the rolled material are shown, and the housing and the like are omitted. As shown in Figures 7 and 8, one flange corresponding part (here, flange corresponding part 62) contacts the lower hole type roll 41 before the other flange corresponding part (here, flange corresponding part 63) and is lifted up, so that the entire cross section of the rolled material A is tilted diagonally (counterclockwise in the figure), and the biting progresses in this state. If the biting progresses in this state, the twist generated in the rolled material A becomes large, and there is a risk that the biting of the subsequent rolled material A becomes unstable.

また、左右非対称長さのクロップが生成された状態で曲げ成形機20に噛み込む場合に、被圧延材Aに長手方向の曲がりが生じていると、被圧延材Aの幅方向中心と、曲げ成形機20のロール(上孔型ロール40及び下孔型ロール41)の幅方向中心と、がずれる場合がある。図7に示すように、曲げ成形機20の上流側には外側ガイド80が設けられているが、外側ガイド80の間隔は、被圧延材Aの幅に対しある程度余裕を持たせた間隔(例えば数10mm程度の余裕)にて設置されているため、外側ガイド80のみでは十分に対処できない場合がある。被圧延材Aとロールの幅方向中心位置がずれた状態で曲げ成形機20への噛み込みが進んだ場合、被圧延材Aの捩じれが増大し、いわゆるセンターずれと呼ばれるセンタリング性不良が生じる。 In addition, when the material A is bitten into the bending machine 20 in a state where a crop with an asymmetric length is generated, if the material A is bent in the longitudinal direction, the widthwise center of the material A may be misaligned with the widthwise center of the rolls (upper perforated roll 40 and lower perforated roll 41) of the bending machine 20. As shown in FIG. 7, an outer guide 80 is provided upstream of the bending machine 20, but the spacing between the outer guides 80 is set with a certain margin relative to the width of the material A (for example, a margin of several tens of mm), so the outer guide 80 alone may not be sufficient. If the material A is bitten into the bending machine 20 in a state where the widthwise center positions of the rolls are misaligned, the twist of the material A increases, resulting in poor centering, known as center misalignment.

以上説明したように、仕上げ圧延後の被圧延材Aを曲げ成形機20に噛み込ませる際には、噛み込みの不安定性や捩じれの発生、センタリング性不良等により、曲げ成形機20において通材が不能になってしまうことが懸念される。本発明者らは、このような種々の問題点を知見し、その解決策について鋭意検討した。以下、これら問題点を解決するための手段について説明する。 As explained above, when the rolled material A after finish rolling is fed into the bending machine 20, there is a concern that the material may not be able to pass through the bending machine 20 due to instability in the feeding, the occurrence of twisting, poor centering, etc. The inventors have recognized these various problems and have thoroughly studied solutions to them. Below, the means for solving these problems will be explained.

(ローラーガイドの構成)
本発明者らは、曲げ成形機20における被圧延材Aの断面形状の変形状態について調査し、噛み込みの不安定性や捩じれの発生、センタリング性不良等を効果的に抑制するための手段について鋭意検討を行った。例えば、特許文献3のように、鋼矢板(例えば、ハット形鋼矢板)の圧延を行う圧延機においては、被圧延材の捩じれ等を抑制するために、ウェブ、フランジ、腕の上下面をそれぞれ圧延機の入側と出側に設置したガイドによって拘束するといった技術が知られている。しかしながら、本実施の形態に係る曲げ成形機20においては、定常状態では、ロールバイト入側で予変形により被圧延材Aの全幅と高さが長手方向に変化する上に、ロールバイト入側の同一位置でも噛み込み時から定常状態の間で被圧延材Aの断面形状が大きく変化するため、フランジや腕を上下から拘束するのは困難であり好ましくない。
(Roller guide configuration)
The present inventors investigated the deformation state of the cross-sectional shape of the rolled material A in the bending machine 20, and conducted intensive studies on means for effectively suppressing instability of biting, occurrence of twisting, poor centering, etc. For example, as in Patent Document 3, in a rolling mill for rolling steel sheet piles (e.g., hat-shaped steel sheet piles), a technique is known in which the upper and lower surfaces of the web, flange, and arm are restrained by guides installed on the entry side and exit side of the rolling mill, respectively, in order to suppress twisting of the rolled material. However, in the bending machine 20 according to the present embodiment, in a steady state, the overall width and height of the rolled material A change in the longitudinal direction due to pre-deformation at the roll bite entry side, and even at the same position on the roll bite entry side, the cross-sectional shape of the rolled material A changes significantly between the time of biting and the steady state, so that it is difficult and undesirable to restrain the flange and arm from above and below.

このような観点から、本発明者らは、曲げ成形機20(第1スタンド22)の上流側において被圧延材Aのウェブ(ウェブ対応部60)を拘束するようなウェブ拘束ガイドを設ける構成を創案した。以下では、ウェブ拘束ガイドとしてのローラーガイド90を設けた構成について図面を参照して説明する。 From this perspective, the inventors have devised a configuration in which a web restraining guide is provided to restrain the web (web corresponding portion 60) of the rolled material A upstream of the bending machine 20 (first stand 22). Below, the configuration in which a roller guide 90 is provided as a web restraining guide will be described with reference to the drawings.

図9は、ローラーガイド90を設けた構成についての概略平面図であり、曲げ成形機20への被圧延材の噛み込み直前の様子を示しており、被圧延材Aの長手方向先端の一部を図示したものである。また、図10は、ローラーガイド90を設けた構成における被圧延材の噛み込みの様子を示す概略正面図であり、噛み込み状態を曲げ成形機20の入側方向から見た概略図である。なお、図9、10において、上記図7、8と同じ機能構成を有する構成要素については同一の符号を付してその説明は省略する場合がある。また、ローラーガイド90は、ローラー支持機構や上下昇降機構等を用いて所定の位置に支持されているが、図9、10ではそれら支持機構、昇降機構等は図示していない。 Figure 9 is a schematic plan view of a configuration with a roller guide 90, showing the state immediately before the rolled material is bitten into the bending machine 20, and shows a portion of the longitudinal tip of the rolled material A. Also, Figure 10 is a schematic front view showing the state of the rolled material being bitten in a configuration with a roller guide 90, and is a schematic view of the biting state as seen from the entry side of the bending machine 20. Note that in Figures 9 and 10, components having the same functional configuration as those in Figures 7 and 8 above may be given the same reference numerals and their description may be omitted. Also, the roller guide 90 is supported at a predetermined position using a roller support mechanism, a vertical lifting mechanism, etc., but these support mechanisms, lifting mechanisms, etc. are not shown in Figures 9 and 10.

図9、10に示すように、曲げ成形機20の第1スタンド22上流側には、被圧延材Aのウェブ対応部60の上方に位置し、被圧延材A下方の搬送テーブル(あるいは搬送ローラー)との間でウェブ対応部60を拘束するウェブ拘束ガイドとしてのローラーガイド90が設けられている。本実施の形態に係る構成では、被圧延材Aを搬送するための複数の搬送ローラー95が設けられており、当該搬送ローラー95の1つとローラーガイド90との間でウェブ対応部60が拘束される。 As shown in Figures 9 and 10, a roller guide 90 is provided upstream of the first stand 22 of the bending machine 20, located above the web corresponding portion 60 of the rolled material A, as a web restraining guide that restrains the web corresponding portion 60 between the rolled material A and the conveying table (or conveying roller) below the rolled material A. In the configuration of this embodiment, a plurality of conveying rollers 95 are provided for conveying the rolled material A, and the web corresponding portion 60 is restrained between one of the conveying rollers 95 and the roller guide 90.

ローラーガイド90の寸法は任意に設計可能であるが、好ましくは、ローラーガイド90の設置位置における被圧延材Aの断面形状との関係に基づき寸法を定めれば良い。以下、ローラーガイド90の外幅Qの定め方の一例について説明する。図19は、ローラーガイド90のロール軸を含む圧延方向に垂直な断面における、被圧延材Aの噛み込み時の断面形状(図中の実線)と、被圧延材Aの定常状態の予変形部の断面形状(図中の破線)を示した概略説明図である。また、図20は、曲げ成形における被圧延材Aの予変形の状態を数値解析したグラフであり、(a)は左右フランジ内側間隔Wの定常部における長手方向変化を示すものであり、(b)はフランジ対応傾斜角度(フランジ角度)θの定常部における長手方向変化を示すものである。なお、図20(a)では、ウェブ対応部60の上面からの高さhが200mm、250mm、300mmのそれぞれの位置でのデータを示している。また、図20における横軸は、第1スタンド22から圧延方向の距離であり、0が第1スタンド22の直下を示している。 The dimensions of the roller guide 90 can be designed arbitrarily, but preferably, the dimensions should be determined based on the relationship with the cross-sectional shape of the rolled material A at the installation position of the roller guide 90. An example of how to determine the outer width Q of the roller guide 90 will be described below. FIG. 19 is a schematic explanatory diagram showing the cross-sectional shape of the rolled material A when it is bitten (solid line in the figure) and the cross-sectional shape of the pre-deformed part of the rolled material A in a steady state (broken line in the figure) in a cross section perpendicular to the rolling direction including the roll axis of the roller guide 90. FIG. 20 is a graph obtained by numerically analyzing the state of pre-deformation of the rolled material A in bending forming, where (a) shows the longitudinal change in the steady part of the left and right flange inner interval W, and (b) shows the longitudinal change in the steady part of the flange corresponding inclination angle (flange angle) θ. Note that FIG. 20(a) shows data at positions where the height h from the top surface of the web corresponding part 60 is 200 mm, 250 mm, and 300 mm. Additionally, the horizontal axis in FIG. 20 is the distance from the first stand 22 in the rolling direction, with 0 indicating directly below the first stand 22.

図20(a)に示すように、hが200mm、250mm、300mmのいずれの位置においても、成形前の左右フランジ内側間隔W0に対し、予変形により左右フランジ内側間隔Wが変化している。例えば、h=250mmの位置での第1スタンド22の2.5m上流(グラフ中の-2500mm位置)でみると、予変形により左右フランジ内側間隔Wが成形前より170mm程度減少していることが分かる。この結果から、ウェブ拘束ガイドとしてのローラーガイド90の外幅Qを、定常部で予変形が生じた際の左右フランジ内側間隔Wより小さく設計することが望ましいといえる。これにより、噛み込み時の捩じれの抑制を図るとともに、定常状態における予変形部の疵の発生を防止できる。 As shown in FIG. 20(a), at positions h=200 mm, 250 mm, and 300 mm, the left and right flange inner distance W changes due to pre-deformation compared to the left and right flange inner distance W0 before forming. For example, looking at the position h=250 mm, 2.5 m upstream of the first stand 22 (-2500 mm position in the graph), it can be seen that the left and right flange inner distance W has decreased by about 170 mm from before forming due to pre-deformation. From this result, it can be said that it is desirable to design the outer width Q of the roller guide 90 as a web restraining guide to be smaller than the left and right flange inner distance W when pre-deformation occurs in the steady portion. This suppresses twisting when biting and prevents the occurrence of defects in the pre-deformed portion in the steady state.

また、図20(b)に示すように、被圧延材Aの定常部では、予変形による長手方向のフランジ角度θも大きく変化していることが分かる。この結果から、ウェブ拘束ガイドとしてのローラーガイド90の外幅Qを、フランジ角度θの値に基づき評価し、フランジの内側に位置するように設計することもできる。 As shown in FIG. 20(b), the flange angle θ in the longitudinal direction also changes significantly due to pre-deformation in the steady-state portion of the rolled material A. From this result, the outer width Q of the roller guide 90 as a web restraining guide can be evaluated based on the value of the flange angle θ, and it can also be designed to be located inside the flange.

なお、上述したように設計されるウェブ拘束ガイドとしてのローラーガイド90の外幅Qとは、ローラーガイド90本体と、後述するローラー支持部105を含むような構造全体の外幅とすることが好ましい。ここで、ローラーガイド90とローラー支持部105の構造全体の幅Qは、高さ方向位置に応じて異なる場合がある。図21は、ウェブ拘束ガイドとしてのローラーガイド90の外幅Qに関する概略説明図である。図21のように、ローラーガイド90とローラー支持部105の構造全体の幅Qは高さ方向位置に応じて異なり、ロール本体幅Q1のみの場合やロールと支持部全体の幅Q3である。そのため、図20(a)を参照して上述したように、定常部で予変形が生じた際のウェブ対応部60の上面からの高さhと左右フランジ内側間隔Wとの関係に基づきローラーガイド90の外幅Qを設計する場合や、図20(b)を参照して上述したように、フランジ角度θの値に基づきローラーガイド90の外幅Qを設計する場合に、設計に用いる外幅Qは、位置に応じてQ1~Q3といったように好適な位置での外幅Q(Q1~Q3)を用いればよい。 It is preferable that the outer width Q of the roller guide 90 as a web restraining guide designed as described above is the outer width of the entire structure including the roller guide 90 main body and the roller support part 105 described below. Here, the width Q of the entire structure of the roller guide 90 and the roller support part 105 may differ depending on the height position. Figure 21 is a schematic explanatory diagram of the outer width Q of the roller guide 90 as a web restraining guide. As shown in Figure 21, the width Q of the entire structure of the roller guide 90 and the roller support part 105 differs depending on the height position, and may be only the roll main body width Q1 or the width Q3 of the entire roll and support part. Therefore, as described above with reference to FIG. 20(a), when designing the outer width Q of the roller guide 90 based on the relationship between the height h from the top surface of the web corresponding portion 60 when pre-deformation occurs in the steady portion and the distance W between the inner sides of the left and right flanges, or as described above with reference to FIG. 20(b), when designing the outer width Q of the roller guide 90 based on the value of the flange angle θ, the outer width Q used in the design can be the outer width Q (Q1 to Q3) at a suitable position, such as Q1 to Q3 depending on the position.

また、図9に示すように、平面視において、第1スタンド22の孔型ロールのロール軸位置をP1、ローラーガイド90のロール軸位置をP2とすると、ローラーガイド90は、ロール軸位置P1から上流側に所定距離Lだけ離間した箇所にロール軸位置P2が位置するように設けられる。また、搬送ローラー95の少なくとも1つは、ローラーガイド90の略下方位置(圧延ラインTおいてローラーガイド90に対向する位置)に設けられることが必要であり、例えば、図9のようにローラーガイド90のロール軸位置P2と平面視で同一位置に搬送ローラー95の少なくとも1つを設けても良い。 As shown in FIG. 9, when the roll axis position of the grooved roll of the first stand 22 is P1 and the roll axis position of the roller guide 90 is P2 in a plan view, the roller guide 90 is provided so that the roll axis position P2 is located at a position separated by a predetermined distance L upstream from the roll axis position P1. At least one of the transport rollers 95 must be provided at a position substantially below the roller guide 90 (a position facing the roller guide 90 in the rolling line T), and for example, at least one of the transport rollers 95 may be provided at the same position as the roll axis position P2 of the roller guide 90 in a plan view as shown in FIG. 9.

ここで、曲げ成形機20の第1スタンド22上流側におけるローラーガイド90の設置位置は、先行するフランジ対応部62が第1スタンド22の下孔型ロール41に接触した段階でウェブ対応部60を拘束できるような位置とする必要がある。具体的には、先行するフランジ対応部62の先端が下孔型ロール41に接触を開始する位置(即ち、曲げ成形開始位置)と下孔型ロール41(あるいは上孔型ロール40)のロール軸位置P1との距離L1と、ウェブ対応部60に対し生じているフランジ対応部62のクロップ長L2と、の和(L1+L2)よりも、ロール軸位置P1とP2との間の距離Lが大きいような位置関係となるようにローラーガイド90を設ける必要がある。即ち、ローラーガイド90を設ける位置は、以下の式(1)を満たすような距離Lだけ第1スタンド22の孔型ロールのロール軸位置P1から上流側に設ける必要がある。
L>L1+L2 ・・・(1)
Here, the installation position of the roller guide 90 on the upstream side of the first stand 22 of the bending machine 20 must be such that the web corresponding portion 60 can be restrained at the stage when the leading flange corresponding portion 62 contacts the lower hole type roll 41 of the first stand 22. Specifically, the roller guide 90 must be provided so that the distance L between the roll axis positions P1 and P2 is greater than the sum (L1 + L2) of the distance L1 between the position where the tip of the leading flange corresponding portion 62 starts to contact the lower hole type roll 41 (i.e., bending start position) and the roll axis position P1 of the lower hole type roll 41 (or the upper hole type roll 40) and the crop length L2 of the flange corresponding portion 62 occurring with respect to the web corresponding portion 60. That is, the position where the roller guide 90 is provided must be provided upstream from the roll axis position P1 of the grooved roll of the first stand 22 by a distance L that satisfies the following formula (1).
L>L1+L2...(1)

なお、ウェブ対応部60に対し生じているフランジ対応部62のクロップ長L2は、ウェブ対応部60とフランジ対応部62との延伸差や操業の変動により変わる値であり、被圧延材の個体ごとに異なる値である。よって、クロップ長L2の最大値は、製品サイズや操業条件に応じて任意に定めれば良い。 The crop length L2 of the flange corresponding portion 62 relative to the web corresponding portion 60 is a value that changes depending on the stretch difference between the web corresponding portion 60 and the flange corresponding portion 62 and operational fluctuations, and is a value that differs for each individual rolled material. Therefore, the maximum value of the crop length L2 can be arbitrarily determined depending on the product size and operational conditions.

また、先行するフランジ対応部62の先端が下孔型ロール41に接触を開始する位置と下孔型ロール41のロール軸位置P1との距離L1は、幾何学的な関係により定めることが可能である。具体的には、図9、10に示す、被圧延材Aのフランジ線長B、曲げ成形前のフランジ対応部傾斜角度θ1、当該スタンド(ここでは第1スタンド22)での曲げ成形後のフランジ対応部傾斜角度θ2、下孔型ロール41の腕部半径Ra及びウェブ部半径Rw、センターずれ量X、から以下の式(2)を用いて距離L1を定めることができる。なお、センターずれ量Xとは、被圧延材Aの幅方向中心位置と、第1スタンド22の孔型ロール幅方向中心位置と、のずれ量(被圧延材Aの幅方向中心位置が孔型ロール幅方向中心に対して先行したフランジ側にずれた状態が正の値)である。

Figure 0007648881000001
In addition, the distance L1 between the position where the tip of the preceding flange corresponding portion 62 starts to contact the lower groove roll 41 and the roll axis position P1 of the lower groove roll 41 can be determined by a geometric relationship. Specifically, the distance L1 can be determined using the following formula (2) from the flange line length B of the rolled material A, the inclination angle θ1 of the flange corresponding portion before bending, the inclination angle θ2 of the flange corresponding portion after bending in the stand (here, the first stand 22), the arm radius Ra and web radius Rw of the lower groove roll 41, and the center deviation amount X, as shown in Figures 9 and 10. The center deviation amount X is the deviation amount between the width direction center position of the rolled material A and the width direction center position of the groove roll of the first stand 22 (a state in which the width direction center position of the rolled material A is shifted toward the preceding flange side with respect to the width direction center of the groove roll is a positive value).
Figure 0007648881000001

一例として、フランジ線長Bが542mm、θ1が30°、θ2が50°、Raが912mm、Rwが497mm、Xが30mmである製造条件においては、L1は607mmとなる。例えば、クロップ長L2を900mmとすると、ロール軸位置P1からの距離Lが1507mmより離れた位置にローラーガイドを設置しても良い。距離Lは、操業における距離L1、L2の変動を考慮して、余裕をもって設定することが好ましい。 As an example, under manufacturing conditions where the flange line length B is 542 mm, θ1 is 30°, θ2 is 50°, Ra is 912 mm, Rw is 497 mm, and X is 30 mm, L1 is 607 mm. For example, if the crop length L2 is 900 mm, the roller guide may be installed at a position where the distance L from the roll axis position P1 is more than 1507 mm. It is preferable to set the distance L with a margin, taking into account fluctuations in the distances L1 and L2 during operation.

(ローラーガイドの支持機構、昇降機構の構成)
上述した本実施の形態に係るローラーガイド90を設けるに際し、その支持機構や昇降機構等は任意に設けられれば良く、例えば、曲げ成形機20とは別の筐体を設けて、当該筐体でもってローラーガイド90を支持するといった構成や、曲げ成形機20の第1スタンド22の筐体44に支持機構や昇降機構を取り付け、ローラーガイド90を支持する構成、といった種々の構成が考え得る。ここでは、一例として第1スタンド22の筐体44に支持機構や昇降機構を取り付け、ローラーガイド90を支持する構成を図示・説明する。
(Configuration of roller guide support mechanism and lift mechanism)
When providing the roller guide 90 according to the present embodiment described above, the support mechanism, lifting mechanism, etc. may be provided as desired, and various configurations are possible, such as providing a housing separate from the bending machine 20 and using that housing to support the roller guide 90, or attaching a support mechanism and lifting mechanism to the housing 44 of the first stand 22 of the bending machine 20 to support the roller guide 90. Here, as an example, a configuration in which a support mechanism and lifting mechanism are attached to the housing 44 of the first stand 22 to support the roller guide 90 is illustrated and described.

図11は、ローラーガイド90の支持機構に関する概略側面図であり、図12は、ローラーガイド90の支持機構に関する概略正面図である。なお、図11、12では、簡略化のため曲げ成形機20のうち第1スタンド22に注視して図示を行い、図12は第1スタンド22の入側(上流側)から見た概略正面図である。また、図11では被圧延材Aの図示は省略し、図11、12においてローラーガイド90に斜線を付している。 Figure 11 is a schematic side view of the support mechanism of the roller guide 90, and Figure 12 is a schematic front view of the support mechanism of the roller guide 90. For simplification, Figures 11 and 12 focus on the first stand 22 of the bending machine 20, and Figure 12 is a schematic front view seen from the entry side (upstream side) of the first stand 22. Also, the rolled material A is not shown in Figure 11, and the roller guide 90 is marked with diagonal lines in Figures 11 and 12.

図11に示すように、第1スタンド22には、当該スタンドの筐体44に固定され、スタンド上流側に伸びるガイド支持部100と、ガイド支持部100に取り付けられる昇降機構103が設けられる。また、昇降機構103の下端にはローラー支持部105を介して回転自在にローラーガイド90が取り付けられている。昇降機構103は、例えば油圧シリンダー等からなり、その駆動によりローラーガイド90及びローラー支持部105を任意の高さに一体的に昇降させることができる。 As shown in FIG. 11, the first stand 22 is provided with a guide support part 100 that is fixed to the housing 44 of the stand and extends toward the upstream side of the stand, and a lifting mechanism 103 that is attached to the guide support part 100. A roller guide 90 is attached to the lower end of the lifting mechanism 103 via a roller support part 105 so as to be freely rotatable. The lifting mechanism 103 is, for example, a hydraulic cylinder, and can raise and lower the roller guide 90 and roller support part 105 together to any height by driving the lifting mechanism 103.

ローラーガイド90のロール幅は任意に設計可能であり、被圧延材Aの幅方向へのずれや、安定して拘束可能であるための幅として、例えばウェブ対応部60の幅長さの2/3以上のロール幅を有していることが好ましい。また、ローラーガイド90のロール径はガイド支持部100やローラー支持部105といった設備の規模に応じて任意に設計可能であり、例えば500mm以上に設計しても良い。 The roll width of the roller guide 90 can be designed as desired, and it is preferable that the roll width is, for example, 2/3 or more of the width of the web-compatible portion 60, so as to allow for the material A to be rolled to shift in the width direction and to be stably restrained. The roll diameter of the roller guide 90 can be designed as desired depending on the scale of the equipment, such as the guide support portion 100 and the roller support portion 105, and may be designed to be, for example, 500 mm or more.

このように、昇降機構103を備えた構成でもって設けられるローラーガイド90と、搬送ローラー95により、第1スタンド22の上流側において被圧延材Aのウェブ対応部60を効果的に拘束することができる。特に、被圧延材Aの変形状態や厚みなどに応じてローラーガイド90を好適に昇降させることで、効果的な拘束効果が実現される。 In this way, the roller guide 90 provided with the lifting mechanism 103 and the transport roller 95 can effectively restrain the web-corresponding portion 60 of the rolled material A upstream of the first stand 22. In particular, an effective restraining effect can be achieved by appropriately raising and lowering the roller guide 90 according to the deformation state and thickness of the rolled material A.

(作用効果)
以上、図面を参照して説明した本実施の形態に係るローラーガイド90を備えた構成の曲げ成形機20(特に第1スタンド22)によれば、被圧延材Aの長手方向先端が曲げ成形機20に噛み込む際に、ウェブ対応部60に比べ先行するフランジ対応部62が先に噛み込まれたとしても、ウェブ対応部60が拘束されることで噛み込み時のずれ噛みや捩じれが抑制される。これにより、曲げ成形時の通材不良が抑制され、被圧延材Aのセンタリング性向上が図られる。
(Action and Effect)
As described above, with the bending machine 20 (particularly the first stand 22) configured with the roller guide 90 according to the present embodiment described with reference to the drawings, when the longitudinal end of the rolled material A is bitten into the bending machine 20, even if the flange corresponding portion 62, which is ahead of the web corresponding portion 60, is bitten first, the web corresponding portion 60 is restrained, thereby suppressing misalignment and twisting during biting. This suppresses material passing defects during bending, and improves the centering ability of the rolled material A.

特に、ローラーガイド90を設けるに際し、上記式(1)、(2)で定まる好適な設置位置とすることで、先行するフランジ対応部62が第1スタンド22の下孔型ロール41に接触した段階でウェブ対応部60を拘束でき、効果的な拘束効果を得ることができる。これにより、第1スタンド22で大きな曲げ成形を行う場合でも、被圧延材に左右非対称なクロップ部が形成され、先行するフランジ対応部62が先に噛み込まれても、被圧延材がセンタリングされた状態を保って曲げ成形されていくため、噛み込みが均等に行われずに通材不良となってしまうといったことが回避される。 In particular, when providing the roller guide 90, by setting it in a suitable installation position determined by the above formulas (1) and (2), the web corresponding portion 60 can be restrained at the stage where the preceding flange corresponding portion 62 contacts the lower hole type roll 41 of the first stand 22, and an effective restraining effect can be obtained. As a result, even when performing large bending in the first stand 22, asymmetric crop portions are formed in the rolled material, and even if the preceding flange corresponding portion 62 is bitten first, the rolled material remains centered while being bent, thereby avoiding uneven biting and poor material passing.

また、前述したように、曲げ成形時における孔型45のロール直下でのロール隙を、仕上材19aのフランジ対応部及びウェブ対応部の厚みより大きく(例えば0.5mm~3mm程度)なるように構成している。また、曲げ成形時における孔型45のロール直下でのロール隙を、仕上材19aの腕対応部やコーナー部(ウェブ対応部とフランジ対応部の連結部、フランジ対応部と腕対応部の連結部)の厚みよりも大きく構成することが好ましい構成としている。これにより、フランジ対応部62、63がずれて噛み込んだ際にウェブ拘束ガイドで捩じれを抑制した状態で被圧延材Aを孔型45に噛み込ませることで、ずれを修正してセンタリングを容易にする大きな効果がある。 As mentioned above, the roll gap immediately below the roll of the groove 45 during bending is configured to be larger (for example, about 0.5 mm to 3 mm) than the thickness of the flange corresponding portion and the web corresponding portion of the finishing material 19a. In addition, it is preferable to configure the roll gap immediately below the roll of the groove 45 during bending to be larger than the thickness of the arm corresponding portion and corner portion (the connection portion between the web corresponding portion and the flange corresponding portion, and the connection portion between the flange corresponding portion and the arm corresponding portion) of the finishing material 19a. This has the great effect of correcting the misalignment and facilitating centering by allowing the rolled material A to be bitten into the groove 45 while the web restraint guide suppresses twisting when the flange corresponding portions 62, 63 are misaligned and bitten.

以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiment. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modified or revised examples within the scope of the ideas described in the claims, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施の形態では、曲げ成形機20が第1スタンド22と第2スタンド23から構成される場合について図示し、説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。例えば曲げ成形機20は単スタンドでもよく、また、任意の数の複数スタンドから構成されてもよい。曲げ成形機20が複数スタンドから構成される場合には、各スタンドにおいて曲げ成形を分担して行うことができる。スタンド数は曲げ成形角度と設備投資のバランスから好適に決定される。 For example, in the above embodiment, the bending machine 20 is illustrated and described as being composed of a first stand 22 and a second stand 23, but the scope of application of the present invention is not limited to this. For example, the bending machine 20 may be a single stand, or may be composed of any number of multiple stands. When the bending machine 20 is composed of multiple stands, bending can be shared among the stands. The number of stands is appropriately determined based on the balance between the bending angle and the capital investment.

また、上記実施の形態では、ウェブ拘束ガイドとしてのローラーガイド90の構成として、被圧延材A下方の搬送テーブル(あるいは搬送ローラー)との間でウェブ対応部60を拘束する構成を図示(図9~図11参照)したが、ローラーガイド90の構成はこれに限られるものではない。例えば、図22に示すように、ローラーガイド90を上下一対のローラーガイド対(上ローラーガイド90a及び下ローラーガイド90b)としても良い。このような構成においては、上ローラーガイド90aと下ローラーガイド90bは平面視において圧延方向の同じ位置に配置されても良く、下ローラーガイド90bが下流側にずれて配置されても良い。 In the above embodiment, the roller guide 90 as a web restraining guide is illustrated as being configured to restrain the web corresponding portion 60 between the conveying table (or conveying roller) below the rolled material A (see Figures 9 to 11), but the configuration of the roller guide 90 is not limited to this. For example, as shown in Figure 22, the roller guide 90 may be a pair of upper and lower roller guides (upper roller guide 90a and lower roller guide 90b). In such a configuration, the upper roller guide 90a and the lower roller guide 90b may be positioned at the same position in the rolling direction in a plan view, or the lower roller guide 90b may be positioned shifted downstream.

また、上記実施の形態において、曲げ成形機20の上下孔型ロールは、上下どちらか一方のみを駆動させ、他方を駆動させないような構成とすることもできる。上下孔型ロールのどちらか一方のみを駆動させる構成とすることで、複数のスタンドのタンデム状態で曲げ成形を行う場合に、通材の速度バランスがとり易くなり、複数のスタンド間での速度バランスの不均衡による被圧延材への張力の発生等が抑えられ、通材の安定化や、不要な被圧延材の形状変化の抑制等が図られる。加えて、ロールを駆動させるためのモータ、スピンドル、ギア等の駆動機構が簡略化できるため、設備の小型化や設備コストの低減が実現される。 In addition, in the above embodiment, the upper and lower hole type rolls of the bending machine 20 can be configured so that only one of the upper and lower rolls is driven and the other is not driven. By configuring so that only one of the upper and lower hole type rolls is driven, it becomes easier to balance the speed of the material passing through when bending is performed in tandem with multiple stands, and the generation of tension in the material being rolled due to an imbalance in the speed balance between multiple stands is suppressed, stabilizing the material passing through and suppressing unnecessary changes in the shape of the material being rolled. In addition, the driving mechanisms such as the motor, spindle, and gears for driving the rolls can be simplified, which allows for the miniaturization of equipment and reduction in equipment costs.

また、上記実施の形態では、曲げ成形機20の第1スタンド22の上流側にローラーガイド90を設ける場合について図示・説明したが、曲げ成形機20を構成する複数スタンドのそれぞれに同様のローラーガイド90を設ける構成としても良い。この場合、複数のスタンド全てにおいて被圧延材のセンタリング性を損なうことなく曲げ成形が行われるため効率的に曲げ成形を実施することができ、通材不良等の問題も回避できる。 In addition, in the above embodiment, a roller guide 90 is provided upstream of the first stand 22 of the bending machine 20, but a similar roller guide 90 may be provided in each of the multiple stands that make up the bending machine 20. In this case, bending can be performed efficiently because bending is performed in all of the multiple stands without compromising the centering of the rolled material, and problems such as poor material passage can be avoided.

(本発明の第1変形例)
上記実施の形態においては、被圧延材Aを第1スタンド22の上流側で拘束する場合に、ローラーガイド90とその略下方に位置する搬送ローラー95によってウェブ対応部60を拘束するものとして説明したが、ローラーガイド90と搬送ローラー95との位置関係はこれに限られるものではない。ここでは、本発明の第1変形例として、ローラーガイド90に対向する搬送ローラー95の位置をずらした構成について説明する。
(First Modification of the Invention)
In the above embodiment, when the rolled material A is restrained on the upstream side of the first stand 22, the web corresponding portion 60 is restrained by the roller guide 90 and the transport roller 95 located substantially below it, but the positional relationship between the roller guide 90 and the transport roller 95 is not limited to this. Here, as a first modified example of the present invention, a configuration in which the position of the transport roller 95 facing the roller guide 90 is shifted will be described.

図13は、本発明の第1変形例についての概略説明図である。なお、図13において、上記実施の形態で説明した図9と同じ機能構成を有する構成要素については同一の符号を付してその説明は省略する場合がある。図13に示すように、本発明の第1変形例においては、ローラーガイド90の略下方に位置する搬送ローラー95のロール軸位置が、平面視において第1スタンド22側(即ち、下流側)にずれた状態で設けられている。このように、平面視においてローラーガイド90に比べ下流側に搬送ローラー95を配置し、それらローラーガイド90と搬送ローラー95とで被圧延材Aのウェブ対応部60を拘束するといった構成を採ることで、より効果的に被圧延材Aの先端部(いわゆるクロップ)の捩じれを抑制させることができ、安定的に曲げ成形を実施することができる。 Figure 13 is a schematic diagram of the first modified example of the present invention. In FIG. 13, components having the same functional configuration as those in FIG. 9 described in the above embodiment may be given the same reference numerals and their description may be omitted. As shown in FIG. 13, in the first modified example of the present invention, the roll axis position of the transport roller 95 located approximately below the roller guide 90 is shifted toward the first stand 22 side (i.e., downstream side) in a plan view. In this way, by adopting a configuration in which the transport roller 95 is arranged downstream of the roller guide 90 in a plan view and the roller guide 90 and the transport roller 95 restrain the web corresponding portion 60 of the rolled material A, it is possible to more effectively suppress the twisting of the tip portion (so-called crop) of the rolled material A, and to stably perform bending forming.

(本発明の第2変形例)
また、上記実施の形態においては、被圧延材Aを第1スタンド22の上流側で拘束するウェブ拘束ガイドとしてローラーガイド90を設ける構成について図示・説明したが、ウェブ拘束ガイドの構成はこれに限られるものではない。即ち、第1スタンド22の上流側を含む領域において圧延方向(被圧延材通材方向)に延伸する内側ガイド及び下側ガイドをウェブ拘束ガイドとして設けても良い。ここでは、本発明の第2変形例として、ウェブ拘束ガイドとして内側ガイド110及び下側ガイド112を第1スタンド22に設けた構成について説明する。
(Second Modification of the Invention)
In the above embodiment, a configuration in which a roller guide 90 is provided as a web restraining guide that restrains the rolled material A on the upstream side of the first stand 22 has been illustrated and described, but the configuration of the web restraining guide is not limited to this. That is, an inner guide and a lower guide extending in the rolling direction (direction in which the rolled material passes) in a region including the upstream side of the first stand 22 may be provided as the web restraining guide. Here, as a second modified example of the present invention, a configuration in which an inner guide 110 and a lower guide 112 are provided in the first stand 22 as web restraining guides will be described.

図14は、本発明の第2変形例についての概略説明図であり、(a)は第1スタンド22に設けられた内側ガイド110と下側ガイド112を側面から見た概略説明図であり、(b)は内側ガイド110、下側ガイド112及び外側ガイド80を正面から見た概略説明図である。なお、図14(a)においては一部の搬送ローラー95を図示し、図14(b)では簡略化のため内側ガイド110、下側ガイド112及び外側ガイド80以外の構成要素については省略して図示している。また、図14において、上記実施の形態で説明した図1~図12と同じ機能構成を有する構成要素については同一の符号を付してその説明は省略する場合がある。 Figure 14 is a schematic diagram of a second modified example of the present invention, where (a) is a schematic diagram of the inner guide 110 and the lower guide 112 provided on the first stand 22 as viewed from the side, and (b) is a schematic diagram of the inner guide 110, the lower guide 112, and the outer guide 80 as viewed from the front. Note that in Figure 14(a), some of the transport rollers 95 are illustrated, and in Figure 14(b), for simplification, components other than the inner guide 110, the lower guide 112, and the outer guide 80 are omitted. Also, in Figure 14, components having the same functional configuration as those in Figures 1 to 12 described in the above embodiment may be assigned the same reference numerals and their description may be omitted.

図14(a)に示すように、内側ガイド110と下側ガイド112は第1スタンド22の上流から下流に渡って圧延方向に延伸し、第1スタンド22近傍では、第1スタンド22の上流側と下流側に配置される内側ガイド110a、110bと下側ガイド112a、112bから構成される。即ち、曲げ成形時の被圧延材Aは、スタンド上流側で内側ガイド110a、搬送ローラー及び下側ガイド112aとによって上下両側からガイド(拘束)された状態で第1スタンド22に噛み込まれる。なお、図14では第1スタンド22近傍について図示しており、内側ガイド110a、110b及び下側ガイド112a、112bについて説明しているが、第2スタンド23下流側にも内側ガイド及び下側ガイドを設けても良い。 As shown in FIG. 14(a), the inner guide 110 and the lower guide 112 extend in the rolling direction from the upstream to the downstream of the first stand 22, and in the vicinity of the first stand 22, the inner guides 110a, 110b and the lower guides 112a, 112b are arranged on the upstream and downstream sides of the first stand 22. That is, the rolled material A during bending is bitten into the first stand 22 while being guided (restrained) from both the top and bottom by the inner guide 110a, the conveying roller, and the lower guide 112a on the upstream side of the stand. Note that FIG. 14 illustrates the vicinity of the first stand 22, and describes the inner guides 110a, 110b, and the lower guides 112a, 112b, but an inner guide and a lower guide may also be provided downstream of the second stand 23.

また、図14(b)に示すように、内側ガイド110aは圧延ラインTの上方から下方向に向かって突出する形状であり、その形状は、被圧延材Aの形状に近い形状となっている。即ち、内側ガイド110aの下面は、略ハット形形状である被圧延材Aのウェブ上面に沿うような形状となっている。同様に、スタンド下流側に設置する内側ガイド110bについても、第2スタンド23で曲げ成形される被圧延材Aの形状に合わせて形状を設計しても良い。 As shown in FIG. 14(b), the inner guide 110a protrudes downward from above the rolling line T, and its shape is similar to the shape of the material A to be rolled. In other words, the lower surface of the inner guide 110a is shaped to fit the upper surface of the web of the material A to be rolled, which is roughly hat-shaped. Similarly, the shape of the inner guide 110b installed downstream of the stand may also be designed to match the shape of the material A to be bent in the second stand 23.

一方、図14に示すように、下側ガイド112aは略平板形状であり、噛み込み時の被圧延材Aのウェブ下面に沿うように配置されている。このように内側ガイド110a、搬送ローラー及び下側ガイド112aによって、被圧延材Aは、その上面と下面のそれぞれをガイドされた状態で第1スタンド22に噛み込まれる。 On the other hand, as shown in FIG. 14, the lower guide 112a is generally flat and is arranged to follow the underside of the web of the material A to be rolled when it is bitten. In this way, the material A to be rolled is bitten into the first stand 22 with its upper and lower surfaces guided by the inner guide 110a, the transport roller, and the lower guide 112a.

ここで、内側ガイド110aの形状は上述したように、被圧延材Aの形状に近い形状となっているが、ウェブ対応部からフランジ対応部に沿った中央部分の形状は定常圧延状態における被圧延材の圧延方向における形状変化に合わせて変化するような構成となっており、圧延方向(被圧延材A長手方向)に沿って連続的に変化している。図15(a)、(b)は図14(a)のA-A’断面及びB-B’断面における内側ガイド110a、下側ガイド112a、外側ガイド80と、被圧延材Aの状態を示す概略断面図である。図15(a)、(b)に示すように、内側ガイド110aの上流側のA-A’断面では曲げ成形の前工程である仕上圧延が行われた直後の被圧延材Aの断面形状(図中の仕上材19a)に対応した形状を有し、第1スタンド22での曲げ成形が開始される直前のB-B’断面では予変形を生じて上流側よりもフランジ角度が起きた被圧延材Aの断面形状(図中の仕上材19c)に対応した形状を有しており、ガイドの断面形状が長手方向に連続的に変化する構成となっている。 Here, as described above, the shape of the inner guide 110a is close to the shape of the material A to be rolled, but the shape of the central portion from the web corresponding portion to the flange corresponding portion is configured to change in accordance with the change in shape of the material to be rolled in the rolling direction in a steady rolling state, and changes continuously along the rolling direction (longitudinal direction of the material A to be rolled). Figures 15(a) and (b) are schematic cross-sectional views showing the state of the inner guide 110a, lower guide 112a, outer guide 80, and material A to be rolled at the A-A' and B-B' cross sections of Figure 14(a). As shown in Figures 15(a) and (b), the A-A' cross section on the upstream side of the inner guide 110a has a shape that corresponds to the cross-sectional shape of the rolled material A immediately after finish rolling, which is the process before bending (finished material 19a in the figure), and the B-B' cross section just before bending in the first stand 22 begins has a shape that corresponds to the cross-sectional shape of the rolled material A (finished material 19c in the figure) that has undergone pre-deformation and has a larger flange angle than the upstream side, so that the cross-sectional shape of the guide changes continuously in the longitudinal direction.

このように、被圧延材A(仕上材19a)は、第1スタンド22での曲げ成形が開始される位置までの間に、予変形により徐々にウェブ対応部とフランジ対応部間の角度が変化するので、被圧延材Aのウェブ対応部とフランジ対応部間の角度変化に合わせて、内側ガイド110aの側面角度を上流側のA-A’断面からB-B’断面の間で長手方向に変化させることで、ガイド疵を発生させることなく、被圧延材Aのセンタリング性を高めることができる。この予変形による長手方向の断面形状の変化に関し、例えば、シミュレーションによって予変形の開始位置から曲げ成形の開始位置までの断面形状の変化を予測し、ガイド形状を決定しても良い。あるいは、被圧延材Aの形状と第1スタンド22の孔型45の形状を直線的に結ぶようにガイド形状を設定することもできる。また、図15(a)、(b)に示すように、内側ガイド110aの両側に、被圧延材の腕部や継手部を誘導するような略水平部を設けても良い。
この場合でも、ずれ噛みにより捩じれが生じても内側ガイド110aによりウェブ上面を拘束することができるため、内側ガイド110aを設ける場合には、その設置位置の一例として、第1スタンド22の孔型ロールのロール軸位置P1の上流側において上記式(1)を満たす位置LがA-A’断面とB-B’断面の間に存在するような構成とすることが好ましい。また、下側ガイド112aの長手方向長さは任意であり、例えば図14におけるA-A’断面位置まで延長しても良い。
In this way, the angle between the web corresponding portion and the flange corresponding portion of the rolled material A (finished material 19a) gradually changes due to pre-deformation until the position where bending in the first stand 22 starts. Therefore, by changing the side angle of the inner guide 110a in the longitudinal direction between the A-A' cross section on the upstream side and the B-B' cross section in accordance with the change in angle between the web corresponding portion and the flange corresponding portion of the rolled material A, the centering property of the rolled material A can be improved without generating guide defects. Regarding the change in the longitudinal cross-sectional shape due to this pre-deformation, for example, the change in the cross-sectional shape from the start position of pre-deformation to the start position of bending may be predicted by simulation, and the guide shape may be determined. Alternatively, the guide shape may be set so as to linearly connect the shape of the rolled material A and the shape of the caliber 45 of the first stand 22. Also, as shown in Figures 15(a) and 15(b), approximately horizontal portions may be provided on both sides of the inner guide 110a to guide the arm portion or joint portion of the rolled material.
Even in this case, since the inner guide 110a can restrain the upper surface of the web even if twisting occurs due to misalignment, when the inner guide 110a is provided, it is preferable to configure, as an example of the installation position, that the position L that satisfies the above formula (1) is located between the A-A' cross section and the B-B' cross section upstream of the roll axis position P1 of the grooved roll of the first stand 22. Moreover, the longitudinal length of the lower guide 112a is arbitrary, and may be extended to the A-A' cross section position in FIG.

なお、図14に示すように、被圧延材A(仕上材19a)に曲がりや反りがある場合でも、ガイド内に安定して誘導するため、内側ガイド110aの先端はA-A’断面のさらに上流に向かって上方向に開度が広がり、幅が狭くなった形状とし、A-A’断面に向かって上流側の断面形状にほぼ沿った形状になるように、内側ガイド110aの形状を変化させることが望ましい。 As shown in Figure 14, even if the rolled material A (finished material 19a) is bent or warped, in order to stably guide it within the guide, it is desirable to change the shape of the inner guide 110a so that the tip of the inner guide 110a has a shape that widens upward and narrows further upstream of the A-A' cross section, and so that the shape of the inner guide 110a roughly follows the cross-sectional shape of the upstream side as it approaches the A-A' cross section.

また、第1スタンド22の上記内側ガイド110aの圧延方向(長手方向)長さは、例えばロール直下からA-A’断面までの距離で2m以上の上流側位置まであることが好ましい。これは、本実施の形態における曲げ成形の場合、定常状態ではロール直下の2m以上上流から被圧延材の予変形が生じるため、ガイドの先端位置をロール直下の2m以上上流にして、ガイドの先端側(曲げ成形機20から遠方側、例えばA-A’断面)の形状を被圧延材A(仕上材19a)の断面形状にほぼ合わせて設定することで、被圧延材A先端部の誘導性を確保しつつ、定常状態でもガイド疵を生じることなく曲げ成形を行うことが可能となるからである。ここで、被圧延材Aと内側ガイド110aとの間には若干のクリアランスを付与することが必要である。 In addition, the length of the inner guide 110a of the first stand 22 in the rolling direction (longitudinal direction) is preferably, for example, from just below the roll to the A-A' cross section, up to a position 2m or more upstream. This is because, in the case of bending in this embodiment, pre-deformation of the rolled material occurs from 2m or more upstream just below the roll in a steady state, so by setting the tip position of the guide 2m or more upstream just below the roll and setting the shape of the tip side of the guide (the side farther from the bending machine 20, for example the A-A' cross section) to approximately match the cross-sectional shape of the rolled material A (finished material 19a), it is possible to perform bending without causing guide defects even in a steady state while ensuring the inductivity of the tip of the rolled material A. Here, it is necessary to provide a small clearance between the rolled material A and the inner guide 110a.

また、内側ガイド110aのA-A’断面位置はロール直下から2m以上上流に位置することが望ましいが、この距離は例えば1.8m以上といったように、多少短くても許容範囲である。この場合、A-A’断面のガイド形状は多少予変形を生じた被圧延材の形状に合わせれば良い。また、ロール直下からA-A’断面位置までの距離が大きく、予変形が生じる位置から第1スタンド22での曲げ成形が開始される直前までに内側ガイド110aを連続して配置することが困難な場合には、長手方向の適切な範囲に限定して内側ガイド110aを配置しても効果は得られる。 It is also desirable for the A-A' cross section position of the inner guide 110a to be located at least 2 m upstream from just below the roll, but this distance can be somewhat shorter, for example 1.8 m or more, and is within the acceptable range. In this case, the guide shape at the A-A' cross section can be adjusted to match the shape of the rolled material that has undergone some pre-deformation. Also, if the distance from just below the roll to the A-A' cross section position is large and it is difficult to continuously position the inner guide 110a from the position where pre-deformation occurs to just before bending begins in the first stand 22, it is still effective to position the inner guide 110a within an appropriate range in the longitudinal direction.

また、本変形例では、内側ガイド110aの下面と下側ガイド112aの間隔は、被圧延材Aのウェブ対応部の厚みの1.5倍以上且つ3倍以下とすることが、ガイド疵を抑制し、安定した被圧延材の誘導を行う観点から好ましい。加えて、通材状態での内側ガイド110aの下面と被圧延材Aのウェブ対応部上面との隙間は、3mm以上且つ当該被圧延材Aのウェブ対応部の厚み以下とすることが、ガイド疵を抑制し、安定した被圧延材の誘導を行う観点から好ましい。 In addition, in this modified example, the distance between the lower surface of the inner guide 110a and the lower guide 112a is preferably 1.5 times or more and 3 times or less than the thickness of the web corresponding part of the material A to be rolled, from the viewpoint of suppressing guide defects and stably guiding the material to be rolled. In addition, the gap between the lower surface of the inner guide 110a and the upper surface of the web corresponding part of the material A to be rolled in the material passing state is preferably 3 mm or more and less than the thickness of the web corresponding part of the material A to be rolled, from the viewpoint of suppressing guide defects and stably guiding the material to be rolled.

また、図14(b)に示すように、外側ガイド80は、通材時の被圧延材A(仕上材19a)の幅方向両側に設置される右ガイド80aと、左ガイド80bから構成されており、それぞれのガイドは圧延方向に延伸する略平板形状である。右ガイド80aと左ガイド80bは所定の間隔で離間した状態で設けられており、その間隔は圧延方向において変化しない。即ち、当該所定の間隔とは、第1スタンド22では曲げ成形前の被圧延材A(仕上材19a)の全幅に合わせた長さとなっている。また、第2スタンド23に設ける場合、第1スタンド22通過後の被圧延材Aの全幅に合わせた長さとなっている。ここで、全幅とは被圧延材Aの左右方向の幅のことであり、全幅に合わせた長さとは、全幅のばらつきを考慮して、例えば約10mm程度のクリアランスを被圧延材A全幅の代表値に加えた長さを指している。 As shown in FIG. 14(b), the outer guide 80 is composed of a right guide 80a and a left guide 80b, which are installed on both sides of the width of the material A (finished material 19a) to be rolled when the material is passed through, and each guide is a substantially flat plate extending in the rolling direction. The right guide 80a and the left guide 80b are provided at a predetermined distance from each other, and the distance does not change in the rolling direction. That is, the predetermined distance is a length that matches the overall width of the material A (finished material 19a) before bending in the first stand 22. In addition, when the guide is provided in the second stand 23, the length is a length that matches the overall width of the material A to be rolled after passing through the first stand 22. Here, the overall width refers to the width of the material A to be rolled in the left-right direction, and the length that matches the overall width refers to a length obtained by adding a clearance of, for example, about 10 mm to the representative value of the overall width of the material A to be rolled, taking into account the variation in the overall width.

以上、図14、15を参照して本発明の第2変形例に係る構成について説明したが、ここで説明した各ガイドの形状や配置は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態に係るローラーガイド90と、本変形例の内側ガイド110を組み合わせても良く、ローラーガイド90を組み込んだ内側ガイド110や、ローラーガイド90と第1スタンド22との間に内側ガイド110を追加するといった構成も考えられる。また、図16に示すように、外側ガイド80の上流側先端部を外側に開いた形状として、被圧延材Aに曲がりがある場合でもガイド内に安定して誘導ができるような構成としても良い。また、外側ガイド80の更に上流側に、被圧延材Aの左右方向のセンター位置を粗調整する案内機構を外側ガイド80とは別に設置するといった構成も考えられる。 The configuration of the second modified example of the present invention has been described above with reference to Figs. 14 and 15. However, the shapes and arrangements of the guides described here are merely examples, and the present invention is not limited thereto. For example, the roller guide 90 according to the above embodiment may be combined with the inner guide 110 of this modified example, and a configuration in which the roller guide 90 is incorporated into the inner guide 110, or an inner guide 110 is added between the roller guide 90 and the first stand 22, may also be considered. In addition, as shown in Fig. 16, the upstream tip of the outer guide 80 may be shaped to open outward, so that the rolled material A can be stably guided within the guide even if it is curved. In addition, a configuration in which a guide mechanism for roughly adjusting the center position of the rolled material A in the left-right direction is installed separately from the outer guide 80 on the further upstream side of the outer guide 80 may also be considered.

なお、上記実施の形態ならびにその変形例等にかかる説明では、最終製品としてハット形鋼矢板を製造する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばU形鋼矢板等の鋼矢板製品の製造において適用することもできる。 In the above description of the embodiment and its modified examples, the case of manufacturing hat-shaped steel sheet piles as the final product has been taken as an example, but the present invention is not limited to this and can also be applied to the manufacture of steel sheet pile products such as U-shaped steel sheet piles.

(第1実施例)
本発明の第1実施例として、1スタンド(例えば、上記実施の形態で説明した第1スタンド22参照)での曲げ成形についてアルミモデル実験で通材性の評価を行った。実験での操業条件は、実機換算値で、被圧延材のフランジ線長が542mm一定、Raが912mm、クロップ長L2が530mm、左右フランジクロップ長の差が0、150、300mm、センターずれ量が±15、±30mmとした。また、曲げ成形前の被圧延材フランジ角度(θ1)、及び、曲げ成形角度(Δθ1=θ2-θ1)は以下の表1に示す条件とした。
(First embodiment)
As a first example of the present invention, an aluminum model experiment was conducted to evaluate material passing properties for bending in one stand (for example, see the first stand 22 described in the above embodiment). The operating conditions in the experiment were, in actual machine equivalent values, a constant flange line length of the rolled material of 542 mm, Ra of 912 mm, crop length L2 of 530 mm, differences in left and right flange crop lengths of 0, 150, and 300 mm, and center offsets of ±15 and ±30 mm. The flange angle of the rolled material before bending (θ1) and the bending angle (Δθ1=θ2-θ1) were as shown in Table 1 below.

Figure 0007648881000002
Figure 0007648881000002

上記操業条件において、比較例1としてローラーガイドを設けない構成のスタンドにて略ハット形形状の被圧延材に対し曲げ成形のモデル実験を行い、通材性の評価を行った。図17は比較例1の結果を示すグラフであり、グラフ中の〇が通材安定、×が通材不安定を示している。 Under the above operating conditions, a model experiment was conducted on a rolled material having a roughly hat-shaped shape in a stand without roller guides as Comparative Example 1, and the material passing properties were evaluated. Figure 17 is a graph showing the results of Comparative Example 1, where ◯ indicates stable material passing and × indicates unstable material passing.

また、上記操業条件において、実施例1としてローラーガイドをスタンドの2.5m上流に設置し、表1のいずれの条件においても、ローラーガイド設置位置での定常状態における予変形部の最大フランジ角度51°でも、被圧延材が接触しないようにガイドを設計し、被圧延材のウェブ上面とローラーガイドとの隙を10mmに設定した状態で略ハット形形状の被圧延材に対し曲げ成形のモデル実験を行い、通材性の評価を行った。図18は実施例1の結果を示すグラフであり、グラフ中の〇が通材安定、×が通材不安定を示している。 In addition, under the above operating conditions, in Example 1, a roller guide was installed 2.5 m upstream of the stand, and the guide was designed so that the rolled material would not come into contact with the roller guide under any of the conditions in Table 1, even with the maximum flange angle of 51° of the pre-deformed part in the steady state at the roller guide installation position. A model experiment of bending a rolled material having an approximately hat-shaped shape was carried out with the gap between the web top surface of the rolled material and the roller guide set to 10 mm, and material passing properties were evaluated. Figure 18 is a graph showing the results of Example 1, where ◯ indicates stable material passing and × indicates unstable material passing.

比較例1、実施例1ともに上記表1に示す5条件にてモデル実験を行ったが、図17に示すように、比較例1では5条件のうち3条件にて噛み込みが不安定となり、通材不良が発生した。一方、図18に示すように、実施例1では5条件のいずれも安定して通材可能であった。即ち、ローラーガイドを設置することで、安定して通材可能な状態で曲げ成形を行うことが可能な条件(曲げ成形角度)が増加し、効果的に曲げ成形を実施できることが分かった。 Model experiments were conducted under the five conditions shown in Table 1 above for both Comparative Example 1 and Example 1. As shown in Figure 17, in Comparative Example 1, the biting became unstable under three of the five conditions, resulting in failure to pass the material through. On the other hand, as shown in Figure 18, in Example 1, the material could be passed stably under all five conditions. In other words, it was found that by installing the roller guide, the conditions (bending angle) under which bending can be performed in a state where the material can be passed stably are increased, and bending can be performed effectively.

(第2実施例)
本発明の第2実施例として、全幅1400mm、高さ501mm、フランジ角度63°、ウェブ厚17.0mm、フランジ厚13.2mmのハット形鋼矢板を仕上げ圧延後に曲げ成形を行うことにより製造した。実施例2及び比較例2として、曲げ成形条件を、仕上げ圧延後のフランジ角度30°から第1スタンドで50°、第2スタンドで63°の2段階として曲げ成形を行った。
Second Example
As a second embodiment of the present invention, a hat-shaped steel sheet pile having a total width of 1400 mm, a height of 501 mm, a flange angle of 63°, a web thickness of 17.0 mm, and a flange thickness of 13.2 mm was manufactured by bending after finish rolling. As the second embodiment and the second comparative example, bending was performed under two conditions: the flange angle after finish rolling was 30°, and the first stand was changed to 50°, and the second stand was changed to 63°.

実施例2では、ローラーガイドを設けた構成とし、被圧延材のフランジ線長は542mm一定、Raが912mmとし、外側ガイドの間隔は被圧延材の全幅より30mm広い間隔とした。また、距離L1は598mm、クロップ長L2の最大値は900mmとし、ローラーガイドとの距離Lを2.5mに設定した。また、ローラーガイドのロール幅を被圧延材のウェブ対応部の幅長さの90%とし、ローラーガイド設置位置での定常状態における予変形部のフランジ角度37°でも、被圧延材が接触しないようにガイドを設計し、被圧延材のウェブ上面とローラーガイドとの隙を10mmに設定した。一方で、比較例2ではローラーガイドを設けない構成である以外は、実施例2と同じ条件として製造を行った。 In Example 2, a roller guide was provided, the flange line length of the rolled material was constant at 542 mm, Ra was 912 mm, and the spacing of the outer guides was 30 mm wider than the overall width of the rolled material. Distance L1 was 598 mm, the maximum crop length L2 was 900 mm, and the distance L from the roller guide was set to 2.5 m. The roll width of the roller guide was set to 90% of the width of the web-corresponding part of the rolled material, and the guide was designed so that the rolled material would not come into contact even with a flange angle of 37° of the pre-deformation part in the steady state at the roller guide installation position, and the gap between the web top surface of the rolled material and the roller guide was set to 10 mm. On the other hand, in Comparative Example 2, except for the configuration without a roller guide, manufacturing was performed under the same conditions as Example 2.

ローラーガイドを設けない構成である比較例2では、曲げ成形機の第1スタンドに被圧延材の先端が噛み込んだ直後に捩じれが発生し、ずれ噛みが大きくなったために通材ができない材料が多発した。一方、ローラーガイドを設けた構成である実施例2では、安定した曲げ成形が行われ、良好なハット形鋼矢板が製造できた。 In Comparative Example 2, which does not have a roller guide, twisting occurred immediately after the tip of the rolled material was bitten by the first stand of the bending machine, and many materials could not be passed through due to the large misalignment. On the other hand, in Example 2, which has a roller guide, stable bending was performed, and good hat-shaped steel sheet piles were produced.

(第3実施例)
本発明の第3実施例として、全幅900mm、高さ368mm、フランジ角度69°、ウェブ厚15.0mm、フランジ厚11.3mmのハット形鋼矢板について、第1スタンドの上流に、図14に示すウェブ拘束ガイドを設置して曲げ成形を行う場合に、シミュレーション解析によりガイド形状を決定し、その結果に基づきウェブ拘束ガイドの形状を決定して曲げ成形を行った。
(Third Example)
As a third embodiment of the present invention, for a hat-shaped steel sheet pile having an overall width of 900 mm, height of 368 mm, flange angle of 69°, web thickness of 15.0 mm, and flange thickness of 11.3 mm, when bending was performed by installing a web restraint guide as shown in Figure 14 upstream of the first stand, the guide shape was determined by simulation analysis, and the shape of the web restraint guide was determined based on the results of the analysis, and bending was performed.

図23は、第1スタンドのロール直下を0として、曲げ成形における被圧延材のフランジ対応傾斜角度(フランジ角度)θの定常部における長手方向変化のシミュレーション結果である。図23に示すように、仕上圧延後のフランジ角度は40°であり、フランジ角度は第1スタンドのロール直下より3mほど上流の位置より変化し始めている。ここで、ロール直下より2mほど上流まではフランジ角度の変化が小さい。そこで、ウェブ拘束ガイドの内側ガイド110aのA-A’断面位置を第1スタンドのロール直下から2m上流に設定し、B-B’断面位置を第1スタンドのロール直下から0.68m上流に設定した。また、A-A’断面位置とB-B’断面位置での内側ガイドの側面角度を、図23のそれぞれの位置での被圧延材のフランジ角度に合わせ、内側ガイドとフランジ内面の隙を5mmに設定し、A-A’断面からB-B’断面の間で直線的にフランジ角度を変化させた。外側ガイドの間隔は被圧延材の全幅より30mm広い間隔とした。この場合のL1は397mmであり、クロップ長L2を700mmとしてもA-A’断面位置はL1+L2よりも大きい。 Figure 23 shows the results of a simulation of the longitudinal change in the flange-corresponding inclination angle (flange angle) θ of the rolled material in bending in the steady state, with the flange angle immediately below the roll of the first stand set to 0. As shown in Figure 23, the flange angle after finish rolling is 40°, and the flange angle starts to change from a position about 3 m upstream from immediately below the roll of the first stand. Here, the change in the flange angle is small up to about 2 m upstream from immediately below the roll. Therefore, the A-A' cross-sectional position of the inner guide 110a of the web restraining guide was set 2 m upstream from immediately below the roll of the first stand, and the B-B' cross-sectional position was set 0.68 m upstream from immediately below the roll of the first stand. In addition, the side angle of the inner guide at the A-A' cross-sectional position and the B-B' cross-sectional position was set to match the flange angle of the rolled material at each position in Figure 23, the gap between the inner guide and the inner flange inner surface was set to 5 mm, and the flange angle was changed linearly between the A-A' cross-sectional position and the B-B' cross-sectional position. The spacing between the outer guides is 30 mm wider than the overall width of the material being rolled. In this case, L1 is 397 mm, and even if the crop length L2 is 700 mm, the A-A' cross-sectional position is greater than L1 + L2.

上記寸法のハット形鋼矢板を製造するにあたり、図23に基づき決定された形状のガイド(内側ガイド、外側ガイド)を設置し、曲げ成形を行った。その結果、定常状態でのガイド疵を発生させることなく、噛み込み時の被圧延材Aの捩じれの抑制とセンタリング性を高められることが確認された。 When manufacturing hat-shaped steel sheet piles of the above dimensions, guides (inner guide, outer guide) with shapes determined based on Figure 23 were installed and bending was performed. As a result, it was confirmed that it was possible to suppress twisting of the rolled material A during biting and improve centering performance without generating guide defects in the steady state.

本発明は、例えばハット形鋼矢板、U形鋼矢板等の鋼矢板の製造装置に適用できる。 The present invention can be applied to manufacturing equipment for steel sheet piles, such as hat-shaped steel sheet piles and U-shaped steel sheet piles.

10…粗圧延機
13…第1中間圧延機
14…エッジャー圧延機
16…第2中間圧延機
17…エッジャー圧延機
19…仕上圧延機
19a…仕上材
20…曲げ成形機
22…第1スタンド
23…第2スタンド
40…(第1スタンドの)上孔型ロール
41…(第1スタンドの)下孔型ロール
44…(第1スタンドの)筐体
45…(第1スタンドの)孔型
50…(第2スタンドの)上孔型ロール
51…(第2スタンドの)下孔型ロール
54…(第2スタンドの)筐体
55…(第2スタンドの)孔型
60…ウェブ対応部
62、63…フランジ対応部
65、66…腕対応部
68、69…継手対応部
80(80a、80b)…外側ガイド
90…ローラーガイド
95…搬送ローラー
100…ガイド支持部
103…昇降機構
105…ローラー支持部
110…内側ガイド
112…下側ガイド
A…被圧延材
T…圧延ライン(製造装置)
LIST OF SYMBOLS 10...Roughing mill 13...First intermediate rolling mill 14...Edger rolling mill 16...Second intermediate rolling mill 17...Edger rolling mill 19...Finishing rolling mill 19a...Finishing material 20...Bending machine 22...First stand 23...Second stand 40...(First stand) Upper hole type roll 41...(First stand) Lower hole type roll 44...(First stand) Housing 45...(First stand) Hole type 50...(Second stand) Upper hole type roll 51...(Second stand) Lower hole type roll 54...(Second stand) Housing 55...(Second stand) Hole type 60...Web corresponding part 62, 63...Flange corresponding part 65, 66...Arm corresponding part 68, 69...Joint corresponding part 80 (80a, 80b)...Outer guide 90: Roller guide 95: Conveyor roller 100: Guide support portion 103: Lifting mechanism 105: Roller support portion 110: Inner guide 112: Lower guide A: Rolled material T: Rolling line (manufacturing device)

Claims (10)

熱間圧延により鋼矢板を製造する製造装置であって、
粗圧延機、中間圧延機、仕上圧延機、及び、被圧延材に対し仕上げ圧延と連続して曲げ成形を行う曲げ成形機を有し、
前記曲げ成形機は、第1スタンドを含む1又は複数のスタンドからなり、
被圧延材のウェブ対応部の上面を拘束するウェブ拘束ガイドを、前記曲げ成形機の少なくとも第1スタンド上流側に備え、
前記ウェブ拘束ガイドの外幅は、当該ウェブ拘束ガイドの設置位置における被圧延材の定常状態での予変形部の左右フランジ内側間隔より狭く構成されることを特徴とする、鋼矢板の製造装置。
A manufacturing apparatus for manufacturing a steel sheet pile by hot rolling,
The rolling mill includes a roughing mill, an intermediate rolling mill, a finishing rolling mill, and a bending mill that performs finishing rolling and bending of the rolled material continuously,
The bending machine includes one or more stands including a first stand,
A web restraining guide that restrains an upper surface of the web corresponding portion of the rolled material is provided at least upstream of the first stand of the bending machine,
A manufacturing device for steel sheet piles, characterized in that the outer width of the web restraint guide is configured to be narrower than the inner distance between the left and right flanges of the pre-deformed portion of the rolled material in a steady state at the installation position of the web restraint guide.
前記曲げ成形機の上下孔型ロールにおける被圧延材のウェブ対応部ならびにフランジ対応部に対向する部分のロール直下でのロール隙は、それぞれ前記ウェブ対応部ならびにフランジ対応部の厚みより大きく構成されることを特徴とする、請求項1に記載の鋼矢板の製造装置。 The steel sheet pile manufacturing device according to claim 1, characterized in that the roll gap directly below the upper and lower hole type rolls of the bending machine, which face the web corresponding portion and the flange corresponding portion of the rolled material, is configured to be larger than the thickness of the web corresponding portion and the flange corresponding portion, respectively. 前記ウェブ拘束ガイドとしてローラーガイドが設けられ、圧延ラインに対し前記ローラーガイドと対向する位置に搬送ローラーが設けられることを特徴とする、請求項1又は2に記載の鋼矢板の製造装置。 The steel sheet pile manufacturing device according to claim 1 or 2, characterized in that a roller guide is provided as the web restraint guide, and a transport roller is provided at a position opposite the roller guide with respect to the rolling line. 前記ウェブ拘束ガイドとして圧延ラインに対し上下一対の対向する上下ローラーガイド対が設けられることを特徴とする、請求項1又は2に記載の鋼矢板の製造装置。 The steel sheet pile manufacturing device according to claim 1 or 2, characterized in that a pair of opposing upper and lower roller guides are provided on the rolling line as the web restraint guide. 前記搬送ローラーは、平面視において前記ローラーガイドと同一位置又は下流側にずれた位置に設けられることを特徴とする、請求項3に記載の鋼矢板の製造装置。 The steel sheet pile manufacturing device according to claim 3, characterized in that the transport roller is provided at the same position as the roller guide or at a position shifted downstream in a plan view. 前記上下ローラーガイド対のうち、下ローラーガイドは、平面視において上ローラーガイドと同一位置又は下流側にずれた位置に設けられることを特徴とする、請求項4に記載の鋼矢板の製造装置。 The steel sheet pile manufacturing device according to claim 4, characterized in that the lower roller guide of the pair of upper and lower roller guides is provided at the same position as the upper roller guide or at a position shifted downstream in a plan view. 前記ウェブ拘束ガイドは、前記被圧延材の内側面に沿って圧延方向に延伸する内側ガイドであり、
前記内側ガイドの断面形状は、仕上圧延後の被圧延材に近似した断面形状から、曲げ成形直前の被圧延材の断面形状まで連続的に変化する構成であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の鋼矢板の製造装置。
The web restraining guide is an inner guide extending in the rolling direction along the inner surface of the rolled material,
The steel sheet pile manufacturing device according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-sectional shape of the inner guide is configured to change continuously from a cross-sectional shape approximating the rolled material after finish rolling to a cross-sectional shape of the rolled material immediately before bending.
前記被圧延材の下面に沿って、圧延方向に延伸する略平板形状の下側ガイド又は搬送ローラーの少なくともいずれかを備えることを特徴とする、請求項7に記載の鋼矢板の製造装置。 The steel sheet pile manufacturing device according to claim 7, characterized in that it is provided with at least one of a lower guide or a transport roller having a substantially flat shape extending in the rolling direction along the lower surface of the material to be rolled. 前記ウェブ拘束ガイドは、以下の式(1)を満たす距離Lだけ前記第1スタンドの孔型ロールのロール軸位置から上流側の位置を含んで設けられることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の鋼矢板の製造装置。
L>L1+L2 ・・・(1)
但し、L1:曲げ成形開始位置と第1スタンドの孔型ロールのロール軸位置との距離、L2:被圧延材のフランジ対応部のクロップ長、である。
The web restraint guide is provided at a distance L that satisfies the following formula (1) from the roll axis position of the grooved roll of the first stand to a position upstream of the roll axis position of the grooved roll of the first stand. The manufacturing device of the steel sheet pile according to any one of claims 1 to 8.
L>L1+L2...(1)
Here, L1 is the distance between the bending start position and the roll axis position of the grooved roll of the first stand, and L2 is the crop length of the flange corresponding portion of the rolled material.
前記被圧延材の幅方向両端部外側において圧延方向に延伸する外側ガイドを備えることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の鋼矢板の製造装置。 A steel sheet pile manufacturing device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is provided with outer guides extending in the rolling direction on the outside of both widthwise ends of the rolled material.
JP2021042728A 2021-03-16 2021-03-16 Steel sheet pile manufacturing equipment Active JP7648881B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021042728A JP7648881B2 (en) 2021-03-16 2021-03-16 Steel sheet pile manufacturing equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021042728A JP7648881B2 (en) 2021-03-16 2021-03-16 Steel sheet pile manufacturing equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022142526A JP2022142526A (en) 2022-09-30
JP7648881B2 true JP7648881B2 (en) 2025-03-19

Family

ID=83426427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021042728A Active JP7648881B2 (en) 2021-03-16 2021-03-16 Steel sheet pile manufacturing equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7648881B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009119513A (en) 2007-11-16 2009-06-04 Sumitomo Metal Ind Ltd Steel sheet pile hot rolling method and hot rolling mill
WO2018139521A1 (en) 2017-01-27 2018-08-02 新日鐵住金株式会社 Method for manufacturing steel sheet piling
JP2019130573A (en) 2018-01-31 2019-08-08 Jfeスチール株式会社 Rolling method for shape steel, and adjustment method for leveling amount in rolling of shape steel
CN110404983A (en) 2019-07-29 2019-11-05 河北津西钢板桩型钢科技有限公司 Hot-rolled steel sheet pile section steel pre-bending guide mechanism, device and continuous rolling line
WO2020241579A1 (en) 2019-05-30 2020-12-03 Jfeスチール株式会社 Guide for steel sheet pile rolling machine, and steel sheet pile manufacturing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009119513A (en) 2007-11-16 2009-06-04 Sumitomo Metal Ind Ltd Steel sheet pile hot rolling method and hot rolling mill
WO2018139521A1 (en) 2017-01-27 2018-08-02 新日鐵住金株式会社 Method for manufacturing steel sheet piling
JP2019130573A (en) 2018-01-31 2019-08-08 Jfeスチール株式会社 Rolling method for shape steel, and adjustment method for leveling amount in rolling of shape steel
WO2020241579A1 (en) 2019-05-30 2020-12-03 Jfeスチール株式会社 Guide for steel sheet pile rolling machine, and steel sheet pile manufacturing method
CN110404983A (en) 2019-07-29 2019-11-05 河北津西钢板桩型钢科技有限公司 Hot-rolled steel sheet pile section steel pre-bending guide mechanism, device and continuous rolling line

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022142526A (en) 2022-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4544371B2 (en) T-section steel manufacturing method and rolling equipment line
JP2933923B1 (en) Hot strip mill
JP7648881B2 (en) Steel sheet pile manufacturing equipment
JP4997934B2 (en) Guide device
JP3924276B2 (en) Straightening method for thin wide plate
JP6172109B2 (en) Hot rolled steel sheet rolling method
JP4808068B2 (en) Billet rolling method
JP4811031B2 (en) Universal rolling method for section steel
JP6287868B2 (en) Straightening device for shape steel and method for producing shape steel
JP2023039815A (en) Method for manufacturing steel sheet pile
JP7343819B2 (en) Bending equipment, steel sheet pile manufacturing equipment, bending method, and steel sheet pile manufacturing method
JP3428503B2 (en) Rolling method for channel steel
JP2023100065A (en) Facility and method for manufacturing hat-shaped steel sheet pile
JP5037418B2 (en) Rolling method for section steel with flange
JP7343779B2 (en) Manufacturing method of asymmetric H-beam steel with different left and right flange thickness
CN115210008B (en) Manufacturing method of hat-shaped steel sheet pile
JP3826418B2 (en) Manufacturing method of shape steel
JP3848462B2 (en) Rolling method for H-section steel
JP3211710B2 (en) Manufacturing method of section steel
JP3211709B2 (en) Manufacturing method of section steel
JP7712542B2 (en) Manufacturing method of steel sheet pile
JP4052916B2 (en) Universal rolling mill
JP2024111394A (en) Method and device for roller straightening of steel sheet piles, roll for roller straightening of steel sheet piles, and method for manufacturing steel sheet piles
JP2025025723A (en) Roll peripheral speed control device, roll peripheral speed control method, and hot rolled steel strip manufacturing method
JP4622907B2 (en) Suppression device for the occurrence of hip breakage during rolling warpage

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240828

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240903

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7648881

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150