車体構造形成におけるCO2削減の新展開      -資源循環と車体軽量化-

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1 2010 年 7 月 21 日 TSC295 冷間ロール成形角形鋼管 トウテツコラム - 国土交通大臣認定品 - 1 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

2 適用部位拡大による二酸化炭素削減 40% 削減 70% 削減 2 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

3 TSCの特徴品質 最新鋭設備による一貫製造工程 ( 同一工場内での一貫製造によるトータル品質管理 ) トランフ エレメント上限設定 ( 当社 高規格電炉鋼板 規格に基づく ) 環境 鉄リサイクル率は ほぼ100% 鉄製造時の二酸化炭素は高炉の1/4 価格 独自の価格体系( 価格はHPで公開 ) 3 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

4 TSC は コイル製造から造管までを品質保証 成分分析 A トン B トン 機械試験 寸法測定 C トン 機械試験 寸法測定 成分分析 D トン E トン F トン 寸法測定 機械試験 50<A+B+C+D+E+F 4 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

5 TSC と BCR の違い BCR は規格名称ではなく 製品名 規格名 冷間ロール成形角形鋼管 登録商標名 TSC295 BCR295 製造メーカー東京製鐵日本鉄鋼連盟 東京製鐵田原工場 日鐵住金建材 JFE スチール JFE 鋼管ナカジマ鋼管丸一鋼管 F 値 (N/mm 2 ) 化学成分 当社高規格電炉鋼板規格に基づく BCR 降伏比 (%) 90% (6 t 22) 90% (12 t 22) TSC と BCR の相違点 5 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

6 製品規格とサイズ 製品規格 TSC: 冷間ロール成形角形鋼管認定番号 :MSTL-0385 (2012 年 10 月取得 ) 製品サイズ 製品サイズ 板厚 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

7 化学成分 TSC は Si の規格値 0.35% であるが めっき焼け を考慮し 全て 0.03% で製造 登録商標名 TSC295 BCR295 C Si Mn P S Cu Cr Sn N 0.18% 0.20% 0.35% 0.35% 1.40% 1.40% 0.030% 0.030% 0.008% 0.015% 0.40% 0.25% 規定無し 0.040% 0.006% 0.006% 登録商標名 TSC295 BCR295 炭素当量 0.36% 0.36% 炭素当量 Ceq =C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14 溶接割れ感受性組成 Pcm =C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B * 溶融亜鉛めっき割れ感受性当 CEZ =C+Si/17+Mn/7.5+Cu/13+Ni/17+Cr/4.5+Mo/3+V/1.5+Nb/2+Ti/ B 7 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD. 溶接割れ感受性組成 0.26% 0.26% TSC と BCR の相違点 TSC は炭素当量及び溶接割れ感受性組成の両方を規定 証明する BCR は炭素当量のみ規定 受渡当事者間の協定によって 炭素当量の代わりに溶接割れ感受性組成を適用する TSC295 は製造段階においてボロン (B) 添加は行っておりません 参考 :CEZ=0.44%

8 機械的性質 全板厚対象全板厚対象 BCR 以上の伸び保証 登録商標名 TSC295 BCR295 板厚 ( mm ) 降伏点又は 0.2% 耐力 (N/ mm2 ) 引張強さ (N/ mm2 ) 降伏比 (%) 衝撃値 1 (J) 伸び 試験片 (%) 6 以上 7 未満 21 以上 7 以上 8 未満 295 以上 22 以上 400 以上 8 以上 12 未満 以上 5 号 24 以上 以上 以上 27 以上 16 超 以上 6 以上 7 未満 20 以上 7 以上 8 未満 295 以上 以上 400 以上 8 以上 12 未満 5 号 23 以上 以上 以上 27 以上 以上 16 超 (t>12) 1: 衝撃値は 3 個の試験片の平均値とする ( 試験温度 :0 試験片 :v ノッチ長さ方向 ) TSC と BCR の相違点 8 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

9 寸法 寸法許容差 項目及び区分辺の長さ各辺の平板部分の凹凸隣合った平板部分のなす角度長さ製品長さ9m 未満曲り製品長さ9m 以上ねじれ 6mm 以上 16mm 未満厚さ 16mm 以上 25mm 未満 寸法許容差 ±1.0% かつ ±3.0mm 辺の長さの0.5% かつ3mm ±1.0 度 規定せず全長の1/1500 全長の1/1250 [1.5 辺の長さ (mm)/1000] 全長 (m)mm -0.3mm +1.0mm -0.3mm +1.2mm 角部外側の曲率半径標準値及び寸法許容差 項目及び区分曲率半径標準値寸法許容差 板厚 6mm 以上 22mm 2.5t ±0.5t BCR と同様 9 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

10 溶接条件 適切な溶接入熱とハ ス間温度 - 半自動アーク溶接 全自動アーク溶接 - 溶接材料 JIS Z 3312 YGW11 JIS Z 3312 YGW15 JIS Z 3313 T49J0T1-0CA-U 1 JIS Z 3312 YGW18 JIS Z 3312 YGW19 JIS Z 3313 T550T15-0CA-U 2 1: 旧 YFWC50DM 2: 旧 YFWC55DM 施工部位 柱 - タ イアフラム溶接 柱 - 柱溶接 溶接入熱 (kj/cm) ハ ス間温度 ( ) 溶接入熱 (kj/cm) 柱 - 梁溶接 ハ ス間温度 ( ) 平板部 角部 平板部 角部 BCR と同様 10 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

11 設計施工方法 2007 年 : 建築基準法改正により 冷間成形角形鋼管柱の設計法として 冷間成形角形鋼管設計 施工マニュアル ( 改訂版 ) に準拠した設計方法が告示化 TSC295 の設計 施工方法に関しては 2008 年版冷間成形角形鋼管設計 施工マニュアル :( 財 ) 日本建築センター をご参照ください 11 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

12 スクラッフ の電子番地管理 成分バラつき低減 製鋼 コイル製造工程 300 トン直流式電気炉 成分バラつき低減偏心炉底出鋼 (EBT) 耐ラメラテア性向上 窒素低減 角部靭性向上 垂直曲げ型 介在物低減軽圧下 中心偏析低減 タンディッシュ大容量 介在物浮上分離作用 γ 粒径 温度の均一化 強度ハ ラつき低減 ワークロ - ルシフト ヘ ンタ ー 板厚ハ ラつき低減 12 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

13 造管工程 幅寸法合わせ 溶接品質ハ ラつき低減 FFX ミル 溶接突合せ形状の安定 ビード形状計 溶接ビード安定化 4 枚刃 切断面品質維持 位置合わせ 溶接品質ハ ラつき低減 ロールボックスミル ロール費低減交換時間短縮 自動で探傷 ( サイズ替毎 ) 溶接部の自社管理と次工程の安定化 13 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

14 ライン全体写真 オンライン自動探傷 抵抗溶接 ロールホ ックス FFX ミル 14 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

15 FFX ミル写真 ( コイル パイプ ) 15 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

16 FFX ミル (Flexible Forming Mill) の特徴 1 特徴 : ロールの兼用化エッジベンド成形を行いスプリングバックの影響が小さい 板幅全域を成形していく スフ リンク ハ ック大 付き合せ形状が悪い 板幅一部 ( ) を成形していく スフ リンク ハ ック小 付き合せ形状が良好 Produced by 中田製作所 16 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

17 FFX ミル (Flexible Forming Mill) の特徴 2 従来ミルの抵抗溶接部 FFX ミルの抵抗溶接部 ヒ ート 切断部 ヒ ート 切断部 付き合せ形状が悪い ヒ ート 切断後の表面悪い 付き合せ形状が良好 ヒ ート 切断後の表面良好 17 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

18 高周波抵抗溶接 ビード形状計 ヒ ート 切断後の表面 溶接バラつき低減 溶接部の特性安定 ヒ ート 切断後の外観良好 断面 18 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

19 オンライン自動超音波探傷 Produced by ダイア電子応用 自動で探傷 ( サイズ替毎 ) 異常時は即溶接工程へフィート ハ ック 次工程前の溶接不良を低減する自社管理のために採用 19 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

20 TSC が抵抗溶接部に拘る理由 CFT 柱の場合は溶接部に引張力がかかる 抵抗溶接部は 母材同様の強度確認するため探傷試験するケース 溶接補強するケース 本当に溶接部は大丈夫ですか? コラム受入時に溶接部を探傷試験する全長は無理 20 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

21 ロールボックス ( パイプ コラム ) 21 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

22 従来のコラム成形機 コラムサイズごとにロール交換 交換時間と専用ロール必要 22 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

23 ロールボックス成形機 Produced by 中田製作所 共通ロール使用 ロール交換作業 : 無ロ - ル交換時間 : 半減ロール費用 : 半減 23 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

24 走行切断機 4 枚刃ミーリング方式 切断機自体が走行しながら TSC を切断 24 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

25 走行切断機 4 枚刃ミーリング方式 切断長 切断精度 切断面段差 5m~16m 1.5mm/4m 0.5mm 以内 2 枚刃 4 枚刃切断メリット 切断時間の短縮 刃物長寿命化 切断面の段差が少ない 25 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

26 品質保証 :QR コート による試験片 IT 管理 サンプル加工条件読込 自動加工 QR コードサンプル 試験片作製 26 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

27 品質保証 : 機械試験の IT 管理 引張試験機にセット ロボットによる自動試験 サンプル情報 試験条件読込 引張試験実施 最新鋭設備による IT 品質保証 27 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

28 ラベルとマーキング TSC295 用ラベル トウテツコラム TSC295 認定番号 MSTL-0385 サイス 塗油 長さ 製造番号 10.0m 製造年月 有 B2A 田原工場 TOKYO S TEEL MFG. CO.,LTD. TAHARA MADE IN JAPAN B2A Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

29 ミルシ - ト サンプル 29 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

30 TSC 品質データ例 : 化学成分 試験体名 150 -L 250 -L 400 -L ( 単位 mass%) C Si Mn P S Cu Cr Sn Ti 全 N Free N C eq P cm 低 S 耐ラメラテア性向上 ラメラテア : 熱により MnS 周辺に欠陥が発生 Ti 添加 (Ti+N=TiN) フリー窒素低減 R 部と HAZ 靭性向上 BCR は Ti 添加無し 30 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

31 TSC 品質データ例 : 機械試験 Ti 添加 + 制御圧延 +FFX ミル R 部靭性 :100J 以上 鋼材使用温度 (0~20 ) では延性破壊 試験体名 150-L 250-L 400-L 採取試験片 σ y σ u YR EL ve 0 vb 0 vt s 位置形状 (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) (%) (%) (J) (%) ( ) 平板部 5 号 角部 14B 号 平板部 1A 号 角部 14B 号 平板部 1A 号 角部 14B 号 σ y : 降伏点又は 0.2% 耐力 σ u : 引張強さ YR: 降伏比 EL: 破断伸び v E 0 :0 での吸収エネルギー v B 0 : 脆性破面率 vts: 破面遷移温度 31 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

32 TSC 品質データ例 : 溶接試験体 32 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

33 TSC 品質データ例 : 十字継手引張試験 強度は 400N/ mm2以上破断位置は母材 サイズ (mm) 試験体 採取引張強さ位置 (N/ mm2 ) 破断位置 通しダイアフラム 平板部 494 母材角部 586 母材 柱 - 柱継手 平板部 492 母材角部 580 母材 通しダイアフラム 平板部 494 母材角部 609 熱影響部 内ダイアフラム 平板部 544 母材 柱 - 柱継手 平板部 485 母材角部 636 母材 通しダイアフラム 平板部 496 母材角部 557 母材 内ダイアフラム 平板部 531 母材 柱 - 柱継手 平板部 485 母材角部 551 母材 平板部の溶接中に裏当て金の溶け落ちが生じ 溶接を一時中断した 33 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

34 TSC 品質データ例 : 溶接部の衝撃試験 Ti 添加 + 制御圧延 +FFX ミル R 部 HAZ 靭性は 100J 以上 柱 45 入力時の延性亀裂からの脆性破断防止 サイズ (mm) 試験体 柱 - 柱継手 採取位置 ve 0 (J) vb 0 (%) ve shelf (J) v T E ( ) v T s ( ) 試験片サイズ FL( 平板部 ) 192[96] サブサイズ HAZ( 平板部 ) 197[98] サブサイズ HAZ( 角部 ) 117[29] サブサイズ 内ダイアフラム HAZ( 平板部 ) 標準試験片 FL( 平板部 ) 標準試験片 柱 - 柱継手 HAZ( 平板部 ) 標準試験片 HAZ( 角部 ) 標準試験片 内ダイアフラム HAZ( 平板部 ) 標準試験片 FL( 平板部 ) 標準試験片 柱 - 柱継手 HAZ( 平板部 ) 標準試験片 HAZ( 角部 ) 標準試験片 34 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

35 TSC 品質データ例 : 部材試験の方法 ト ライアイスとエタノールで部材を 0 に コラムに 45 荷重入力 止端部はク ラインタ ー仕上げ無し 35 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

36 累積塑性変形倍率 EηA TSC 品質データ例 : 部材試験の結果 幅厚比と累積塑性変形倍率 ( E ηa) の関係 140 H シリース :YR90% 程度 L シリース :YR80% 程度 H シリーズ TSC295 試験温度 :0 止端部 : ク ラインタ ー仕上げ無 120 L シリーズ /α (α=ε y (D/t) 2 ) 他社材 (BCR295) BCR295 試験温度 : 常温止端部 : ク ラインタ ー仕上げ有 TSC の試験条件は厳しいが BCR と同様の変形性能 遠藤良治, 岡本晴仁, 今井章彦, 笹治峻, 稲岡真也 ; 斜め入力を受けた場合の建築構造用冷間成形角形鋼管の力学的性状に関する研究, 日本建築学会大会学術講演梗概集.pp , 平成 10 年 9 月 36 Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

37 TSC 品質データ例 : 短柱圧縮試験の結果 抵抗溶接部の破断は無い Copyright (c) TOKYO STEEL CO.,LTD.

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