钢板桩的矫正装置、矫正方法及钢板桩的制造方法与流程

1.本发明涉及钢板桩的矫正装置、矫正方法及这样的钢板桩的制造方法，前述钢板桩是具备腹板部、在其两侧的凸缘部和在凸缘部外侧两端部的接头部的大致u形钢板桩；在凸缘部与接头部之间具有臂部的帽形钢板桩等在宽度方向上的两端部具有接头部的钢板桩。


背景技术：

2.由于土木工程的大型化、新施工方法的开发，从而开发了具有各种截面形状的钢板桩，其大致分为在凸缘部的宽度方向上的两端部直接设置接头部的u形钢板桩形式和在凸缘部与接头部之间设置臂部的帽形钢板桩形式。图3是示出u形钢板桩110的截面形状的图，图4是示出帽形钢板桩120的截面形状的图，左右接头部104的外缘间的距离称为总宽度w。
3.作为上述钢板桩的制造方法，一般使用将连续铸造而成的铸片或调整为适度大小
·
形状的钢片造形为目标形状的孔型辊(caliber roll)并进行热轧。已知经该轧制工序并被冷却后的u形钢板桩、帽形钢板桩由于凸缘部102与腹板部101的板厚差引起的轧制结束温度的不同，从而在轧制
·
冷却后，在长度(搬运)方向上产生变形。具体而言，例如，产生如图5所示的帽形钢板桩120以腹板部101侧为内侧而弯曲的、所谓称为上翘曲的变形，产生如图6所示的帽形钢板桩120以臂部103侧为内侧而弯曲的、所谓称为下翘曲的变形。
4.为了除去这样的翘曲而得到笔直的产品，一般在产品出厂前实施冷矫正工序。例如，在辊矫正方法中，利用辊对产生这样的翘曲的钢板桩的腹板部101的上下进行约束，上下交替地施与使该钢板桩局部塑性变形的程度的力而进行弯曲
·
弯回，从而消除翘曲。
5.图7示出辊矫正方法中的矫正装置21的辊2、3的一般配置，在钢板桩100的通板方向f，上下交错状(交替)地配置有在腹板部101的上侧的上辊2和在腹板部101的下侧的下辊3。
6.而且，这些上下的辊2、3以上辊2的各辊的外周面的最下端比下辊3的各辊的外周面的最上端低的方式配置，钢板桩100从在上下方向上交替地具有凹凸的通板路径(通过线p)通过。
7.其结果是，钢板桩100在上辊2与下辊3的各辊间被3点支承，从上下方向交替地赋予弯曲
·
弯回，从而能够消除翘曲。
8.例如，专利文献1中，对于帽形钢板桩的矫正方法，将侧辊的辊面间的宽度方向间隔设定为随着从通板路径的上游侧向下游侧逐渐变小。然后，在上辊的辊面与下辊的辊面之间夹持腹板部、两凸缘部及两臂部，并且，以在侧辊的辊面上从宽度方向外侧夹持两接头部的方式使帽形钢板桩通过通板路径。由此，对腹板部、两凸缘部及两臂部交替地反复进行上下方向的弯曲及弯回来矫正前述帽形钢板桩的翘曲，并且减小帽形钢板桩的总宽度。
9.另外，专利文献2公开了一种对h型钢的形状进行矫正的技术，在包含水平辊、且通过将h型钢的腹板压下从而对弯曲进行矫正的辊矫正机具备在将h型钢的凸缘两侧面压下
的竖辊及在其腹板的高度方向上介由前述竖辊产生压下力的装置，以在腹板截面上负荷由腹板压下引起的弯曲应力和由竖辊引起的压缩应力的方式，在水平辊的轴向上将水平辊和竖辊偏离配置，通过与上下弯曲同时施加h型钢的强轴向的弯曲，从而对h型钢的形状进行矫正。
10.现有技术文献
11.专利文献
12.专利文献1：日本特开2017-131899号公报
13.专利文献2：日本特开平08-174071号公报


技术实现要素：

14.发明所要解决的课题
15.但是，上述以往的技术中存在尚未解决的如下问题。
16.上述专利文献1中公开的技术是涉及帽形钢板桩的矫正技术，不能应用于u形钢板桩。另外，存在变更侧辊的辊面间的宽度方向间隔及侧辊的辊面的倾斜角度时需要花费时间的问题。
17.另外，专利文献2中公开的技术是涉及h型钢的矫正技术，不能应用于u形钢板桩及帽形钢板桩。即，由于将凸缘两侧面压下的竖辊的数量大幅增加，因此设备投资费用庞大，并且难以预测针对钢板桩的适当条件。
18.本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供下述技术：能够应用于在宽度方向的两端部具有接头部的钢板桩、u形钢板桩、帽形钢板桩，容易变更设定宽度，并且能够变更在同一制造时刻的每个产品的设定值地同时矫正钢板桩的翘曲和宽度方向的变形。并且，提供维护性、相对于费用而言的效果优异、高效地矫正的技术。
19.用于解决课题的手段
20.为了解决上述课题、实现上述目的而开发的本发明涉及的钢板桩的矫正装置的特征在于，其是对在宽度方向上的两端部具有接头部的钢板桩进行矫正的装置，其具有：辊矫正部，其中多个上辊与多个下辊相互交错配置；和一对竖辊，其配置于比该辊矫正部更靠前述钢板桩的搬运方向下游侧，前述一对竖辊的分离距离设定为比前述钢板桩的产品总宽度窄。
21.需要说明的是，对于本发明涉及的帽形钢板桩的矫正方法，认为有下述等更优选的解决手段：
22.a.前述辊矫正部具备一对接头部矫正部，前述一对接头部矫正部在前述多个下辊之中的至少1个下辊或前述多个上辊之中的至少1个上辊处，对前述接头部进行加压，对前述钢板桩的产品总宽度进行矫正，前述一对接头部矫正部的分离距离比前述一对竖辊的前述分离距离宽；
23.b.前述一对竖辊由纵置的平辊构成；
24.c.前述一对竖辊的前述分离距离构成为能够根据前述钢板桩的产品总宽度进行调整；
25.d.前述一对竖辊的分离距离wl和前述钢板桩的产品的总宽度w满足下述式(1)，
26.0.70≤wl/w≤0.98
…
(1)。
27.为了解决上述课题、实现上述目的而开发的本发明涉及的钢板桩的矫正方法的特征在于，使用上述中任一项钢板桩的矫正装置，将在宽度方向上的两端部具有接头部的钢板桩于前述辊矫正部矫正后，利用前述一对竖辊朝向前述钢板桩的宽度方向的中央对前述接头部进行加压。
28.为了解决上述课题、实现上述目的而开发的本发明涉及的钢板桩的制造方法的特征在于，具有使用上述钢板桩的矫正方法的钢板桩的矫正工序。
29.发明的效果
30.根据本发明，能够将在宽度方向上的两端部具有接头部的u形钢板桩、帽形钢板桩的产品端部与产品长度方向总宽度之差矫正为比矫正前小。进而，能够大幅削减竖辊的数量，维护性、相对于费用而言的效果优异，并且能够高效地调整竖辊。
附图说明
31.[图1]图1是示出本发明的一个实施方式涉及的钢板桩的矫正装置的辊配置的示意图，(a)表示侧面概略图，(b)表示俯视图。
[0032]
[图2]图2是示出使用上述实施方式的钢板桩的矫正装置对钢板桩进行矫正，对矫正前后的长度方向总宽度进行调查的结果的图表，(a)表示不使用竖辊的情况，(b)表示利用竖辊实施压下的情况。
[0033]
[图3]图3是示出作为本发明的矫正对象的u形钢板桩的一例的截面图。
[0034]
[图4]图4是示出作为本发明的矫正对象的帽形钢板桩的一例的截面图。
[0035]
[图5]图5是说明帽形钢板桩的上翘曲的示意图。
[0036]
[图6]图6是说明帽形钢板桩的下翘曲的示意图。
[0037]
[图7]图7是示出以往的辊矫正方法中的辊的一般配置的概略说明图，(a)表示侧面概略图，(b)表示俯视图。
[0038]
[图8]图8(a)是示出辊矫正部的辊形状的示意图，(b)是示出作为被矫正材的帽形钢板桩的示意图。
[0039]
[图9]图9是示出在不使用竖辊的以往的矫正条件下，对矫正前后的长度方向总宽度进行调查的结果的图表。
具体实施方式
[0040]
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，本实施方式中，钢板桩的形状选择腹板部位于凸缘部上方的姿势(所谓反u姿势)进行说明，但当然本发明的应用范围也涉及选择其它姿势(例如，u姿势)。
[0041]
本技术的发明人对辊矫正中的帽形钢板桩10h(壁宽每1m的截面二次矩约为10,000
×
10-8
m4/m的产品)的总宽度w的尺寸变化进行了详细调查。
[0042]
图7是示出用于调查的以往的辊矫正装置21的辊配置的示意图。在辊矫正装置21中，上下共计9组的辊2、3隔着通板路径(通过线)p而交错状(上下交替)地配置。上辊2具有沿着钢板桩100的凸状的外表面的形状的辊面，下辊3具有沿着钢板桩100的凹状的内表面的形状的辊面。
[0043]
图8(a)是示出以往的辊矫正装置21的辊形状的示意图，图8(b)是示出作为被矫正
材的帽形钢板桩120的示意图。图8(a)是从通板方向f观察到的上下辊2、3的左半边的示意图。在上辊2的上柄轴4嵌合有帽形钢板桩120的腹板部101压下用的上辊用套筒5及其外侧的臂部103压下用的上辊用套筒9。在下辊3的下柄轴6嵌合有帽形钢板桩120的腹板部101压下用的下辊用套筒7及其外侧的臂部103压下用的下辊用套筒10。图8(a)的实施方式中，下柄轴6还嵌合有约束接头部104外缘的外侧辊11。作为对象的帽形钢板桩120的尺寸是有效宽度w0＝900mm、有效高度h＝230mm及腹板板厚t＝10.8mm的规格10h产品。
[0044]
作为调查，使用图7及图8示出的辊矫正装置21，在以往的矫正条件下调查矫正前后的长度方向的总宽度w。结果示于图9。矫正前的形状在产品长度方向上中央部的总宽度w比两端大5mm左右，在长度方向中央部大于总宽度w的允许值(以双点划线表示的928～942mm的范围)。另外，首尾端部的总宽度比其它部位窄，利用外侧辊11进行宽度矫正后也残留其倾向。
[0045]
在钢板桩100的辊矫正中，需要利用反复弯回来消除翘曲并使产品长度方向的总宽度w在允许尺寸范围内。即，存在下述问题：若为了减小总宽度w而使外侧辊11的设定宽度过小，则会在局部产生翘曲。另一方面，若外侧辊11的设定宽度过宽，则宽度方向的约束力降低、长度方向的总宽度的变动量增加，或者不能提高翘曲的矫正效果。
[0046]
本发明是根据从这些调查得到的见解进行进一步研究而完成的。
[0047]
图1是示出本发明的一个实施方式涉及的钢板桩的矫正装置的辊配置的示意图，(a)表示侧面概略图，(b)表示俯视图。本实施方式中，钢板桩100的矫正装置20由辊矫正部1及竖辊12形成。图1的例子中，在辊矫正部1，上下共计9组的辊2、3交错状(交替)地配置于钢板桩100的上下。竖辊12距离辊矫正部1的最终轴(第9轴)相隔规定距离而配置。本实施方式中，竖辊使用平辊。竖辊12与辊矫正部1的最终轴的轴心距离ll优选大于各辊的最大半径之和，且为作为被矫正材的钢板桩100的长度的一半以下。
[0048]
对于帽形钢板桩120的产品规格10h的产品，将辊矫正部1的矫正条件固定为相同条件，调查了在图2(a)不使用竖辊的条件、图2(b)在单侧竖辊旋入20mm的条件这2个条件下的矫正前后的总宽度w。调查结果示于图2。另外，此时的辊矫正部1的矫正条件示于表1。表1示出的压下量(mm)表示相对于笔直的钢板桩100的通过线p而言的下辊3的上推量。
[0049]
表1
[0050]
下辊轴no.13579压下量[mm]81412104
[0051]
在未使用竖辊12的图2(a)的条件下，在矫正前，产品首尾端与中央部的总宽度w之差为4～10mm，但在使用了竖辊12的图2(b)的条件下，在矫正后，首尾端的总宽度w之差均下降至1mm以下。另外，特别是没有发生接头部、凸缘部的变形，得到了良好形状的产品。与此相对，在未使用竖辊12的条件(a)下，在翘曲矫正后，产品首尾端与中央部的总宽度之差过大，然后，需要利用压制矫正进行总宽度修正。
[0052]
从以上可知本发明的效果。
[0053]
需要说明的是，本实施方式中示出了帽形钢板桩中的产品规格10h，但对于其它截面尺寸(例如，u形钢板桩2w、帽形钢板桩25h)也确认到同样的效果。另外，在将多个竖辊排列于辊矫正机的后面进行矫正的情况下，也确认到与1对竖辊的条件同等的矫正效果，竖辊的个数可以是任意的。
[0054]
本实施方式中，通过将一对竖辊12间的分离距离wl设置为比钢板桩100的产品总宽度w窄，从而能够对钢板桩100的总宽度w进行矫正，因此优选。另外，对于作为接头部矫正部的、辊矫正部1的外侧辊11的分离距离与一对竖辊12间的分离距离wl之间的关系而言，为了充分发挥竖辊12的压下效果，优选使外侧辊11的分离距离比一对竖辊12间的分离距离wl宽。并且，优选使一对竖辊12间的分离距离wl在钢板桩100的总宽度w的0.70倍～0.98倍的范围内。小于下限时，可能由于钢板桩100的局部塑性变形而发生尺寸偏差、竖辊12间的材料堵塞，另一方面，大于上限时，可能导致不能充分发挥竖辊的总宽度w压下的效果。
[0055]
为了防止钢板桩100的接头部104外缘位置上下移动，竖辊优选平辊。另外，优选构成为能够根据钢板桩100的产品总宽度w的变化来调节一对竖辊12的分离距离wl。
[0056]
本发明涉及的钢板桩的矫正方法是使用上述实施方式的具备辊矫正部1及竖辊12的矫正装置20的钢板桩的矫正方法。该方法利用辊矫正部1对在宽度方向上的两端部具有接头部的钢板桩的翘曲进行矫正，并且将总宽度w控制在规定范围内。然后，通过利用竖辊12夹持两端的接头部104进行压下来减小总宽度w的偏差。
[0057]
在本发明涉及的钢板桩的制造方法中，对钢板桩100进行热轧的工序能够应用常规方法。具体而言，能够应用下述工序：利用加热炉对连续铸造而成的铸片或成型为适度形状的钢片进行加热后，利用多级的孔型辊进行热轧。热轧后的钢板桩100在冷却后通板至上述实施方式的矫正装置20，并应用上述矫正方法。
[0058]
产业上的可利用性
[0059]
本发明优选应用于由于热轧而产生翘曲的长条钢材等的矫正时需要控制总宽度的情况。
[0060]
附图标记说明
[0061]
1 辊矫正部
[0062]
2 上辊
[0063]
3 下辊
[0064]
4 上柄轴
[0065]
5上辊用套筒(腹板部压下用)
[0066]
6下柄轴
[0067]
7下辊用套筒(腹板部压下用)
[0068]
9上辊用套筒(臂部压下用)
[0069]
10下辊用套筒(臂部压下用)
[0070]
11外侧辊(外侧约束辊)
[0071]
12 竖辊
[0072]
20 矫正装置
[0073]
21 以往的辊矫正装置
[0074]
100 钢板桩
[0075]
101 腹板部
[0076]
102 凸缘部
[0077]
103 臂部
[0078]
104 接头部
[0079]
110 u形钢板桩
[0080]
120 帽形钢板桩
[0081]
f通板方向(搬运方向)
[0082]
p 通过线
[0083]
o 基准位置

技术特征：
1.钢板桩的矫正装置，其是对在宽度方向上的两端部具有接头部的钢板桩进行矫正的装置，其特征在于，具有：辊矫正部，其中多个上辊与多个下辊相互交错配置；和一对竖辊，其配置于比该辊矫正部更靠所述钢板桩的搬运方向下游侧，所述一对竖辊的分离距离设定为比所述钢板桩的产品总宽度窄。2.如权利要求1所述的钢板桩的矫正装置，其特征在于，所述辊矫正部具备一对接头部矫正部，所述一对接头部矫正部在所述多个下辊之中的至少1个下辊或所述多个上辊之中的至少1个上辊处，对所述接头部进行加压，对所述钢板桩的产品总宽度进行矫正，所述一对接头部矫正部的分离距离比所述一对竖辊的所述分离距离宽。3.如权利要求1或2所述的钢板桩的矫正装置，其特征在于，所述一对竖辊由纵置的平辊构成。4.如权利要求1～3中任一项所述的钢板桩的矫正装置，其特征在于，所述一对竖辊的所述分离距离构成为能够根据所述钢板桩的产品总宽度进行调整。5.如权利要求1～4中任一项所述的钢板桩的矫正装置，其特征在于，所述一对竖辊的分离距离wl与所述钢板桩的产品总宽度w满足下述式(1)：0.70≤wl/w≤0.98
…
(1)。6.钢板桩的矫正方法，其特征在于，使用权利要求1～5中任一项所述的钢板桩的矫正装置，将在宽度方向上的两端部具有接头部的钢板桩在所述辊矫正部矫正后，利用所述一对竖辊朝向所述钢板桩的宽度方向的中央对所述接头部进行加压。7.钢板桩的制造方法，其特征在于，具有使用权利要求6所述的钢板桩的矫正方法的钢板桩的矫正工序。

技术总结
提供一种同时矫正钢板桩的翘曲和宽度方向的变形的技术。矫正装置，其是对在宽度方向上的两端部具有接头部的钢板桩进行矫正的装置，其具有：辊矫正部，其中多个上辊与多个下辊相互交错配置；和一对竖辊，其配置于比辊矫正部更靠钢板桩的搬运方向下游侧，一对竖辊的分离距离设定为比钢板桩的产品总宽度窄。钢板桩的制造方法，其是使用具有辊矫正部和竖辊的矫正装置，在辊矫正部矫正后，利用一对竖辊朝向钢板桩的宽度方向的中央对接头部进行加压的方法，将该方法作为矫正工序。将该方法作为矫正工序。将该方法作为矫正工序。


技术研发人员：大原一郎 驹城伦哉
受保护的技术使用者：杰富意钢铁株式会社
技术研发日：2021.06.29
技术公布日：2023/8/4