JP2002346609A - 異形鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 異形鋼板を寸法精度高くかつ能率よく製造
できる異形鋼板の製造方法を提供する。 【解決手段】 所定の板厚プロフィルを付与する圧延工
程と、圧延板長手方向の実績板厚プロフィルを求める工
程と、実績板厚プロフィルに基づき、長手方向全長にわ
たって所定の板厚公差を満足するように板厚変更点を算
出し切断位置を決定する演算工程と、あるいはさらに、
得られた板厚変更点および切断位置を圧延板上にマーキ
ングする工程とを施す。また、２台のレーザ距離計と長
さ計と演算装置とを用いて求めた圧延板との測定距離を
もとに、隣接する２点間の測定距離差を圧延板長手方向
に連続して求め、同一傾きを有する区間ごとに積分し、
各区間ごとに予め定めたオフセット量を差し引いて、平
坦度を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、 長手方向に異なる
板厚を有する異形鋼板の製造方法に係り、とくに生産性
の高い異形鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】長手方向に板厚が変化する、テーパプレ
ート、差厚プレート等の異形厚鋼板は、予め、構造物と
なった場合に受ける負荷分布に応じて、ある程度まで長
手方向の断面寸法（板厚）を変更することが可能であ
り、構造部材用として極めて合理的であるとともに、素
材の節約や、素材重量の軽減に大きな効果がある。この
ため、最近では、板内で異なる方向のテーパを有する鋼
板や、途中に平行部を有する鋼板等の複雑な形状の異形
厚鋼板に対する要望が高くなっている。

【０００３】従来、船舶、橋梁等の構造物では、応力分
布に応じ、板厚の異なる鋼板を順次溶接でつなぎ合わせ
て所定形状の部材を制作していたが、最近では、このよ
うな部材には熱間圧延により製造されたテーパプレート
等の異形厚鋼板を適用することが多くなってきた。しか
し、熱間圧延で製造された異形厚鋼板（以下、異形鋼板
という）はその製品寸法精度の観点から生産性を高める
ことが困難であった。

【０００４】このような問題に対し、例えば、特開平７
-185604 号公報には、被圧延材の全長にわたって所定の
テーパ勾配を有する形状で圧延し、圧延後に板厚プロフ
ィルを測定し、先端部および後端部での板厚が狙い厚と
なるように、切断時に製品採取位置を変更できるように
した、長手方向にその一端から他端に向かって漸次厚み
の異なるテーパプレートの製造方法が開示されている。
しかしながら、特開平７-185604 号公報に記載された技
術は、長手方向に漸次厚みの異なるテーパプレートにの
み適用できる技術であり、複雑な形状の異形鋼板の製造
には応用できないという問題があった。

【０００５】また、熱間圧延による異形鋼板（テーパプ
レート）では、ロール成形のため、板厚変更点が明瞭と
なっていない。このため、板厚変更点の特定が困難であ
り、テーブルローラ上を搬送中に、自動でテーパプレー
ト等の異形鋼板の製品切断を行うことは難しい。このよ
うなことから、圧延後、圧延板を切断し、所定寸法の製
品板を採取するにあたり、板厚を測定し、製品が所定の
寸法公差範囲内となるように、人手により切断位置を決
定することが多く、生産性を向上させることが困難であ
った。

【０００６】このような問題に対し、例えば、特開平８
-257603 号公報には、圧延時に、鋼板長手方向の両端に
切断位置表示用の水平段差部を形成し、板取の起点、 標
準点として、製品切断の簡素化を図る、板厚変化鋼板
（異形鋼板）が提案されている。

【０００７】

【発明の解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８-257603 号公報に記載された技術では、確かに切断位
置は明瞭となるが、圧延時の切断位置制御は、長さ測定
の精度に問題があり、精度よく切断位置の設定を行うこ
とは難しく、製品の寸法精度が低下するという問題があ
った。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題を有
利に解決し、長手方向に厚みの異なる異形鋼板を寸法精
度高く、かつ能率よく製造できる、異形鋼板の製造方法
を提案することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した課
題を達成するために、製品の切断位置の決定方法につい
て鋭意検討した。その結果、本発明者は、測定した鋼板
長手方向の板厚プロフィルを利用して、全長に亘り所定
の板厚公差内となるように演算し、板厚変更点を算出し
て切断位置を決定することが、寸法精度の高い異形鋼板
を能率よく製造するうえで肝要であるという考えに想到
した。また、板厚変更点を鋼板板面上にマーキングする
ことが、人手による作業、鋼板検査や、構造物の施行等
の効率化に有効であるとの考えに至った。

【００１０】本発明は、上記した考えに基づき、さらに
検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明
は、長手方向に厚みの異なる異形鋼板を製造する方法で
あって、被圧延材の全長にわたって所定の板厚プロフィ
ルを付与する圧延工程と、前記圧延工程で所定の板厚プ
ロフィルを付与された圧延板について長手方向に板厚の
実績値を測定し実績板厚プロフィルを求めるプロフィル
測定工程と、該実績板厚プロフィルに基づき、長手方向
全長にわたって所定の板厚公差を満足するように、演算
により板厚変更点を算出し、切断位置を決定する演算工
程と、あるいはさらに、前記演算工程で得られた板厚変
更点および／または切断位置を圧延板上にマーキングす
るマーキング工程と、を含むことを特徴とする異形鋼板
の製造方法である。

【００１１】また、本発明では、前記実績板厚プロフィ
ルの測定に加えて、 平坦度のプロフィルをも測定するこ
とが好ましく、また、本発明では、圧延板の搬送方向の
異なる位置に配設された、平坦度計としての２台のレー
ザ距離計と、長さ計と、演算装置とを用いて、前記２台
のレーザ距離計により測定された圧延板との測定距離を
もとに、隣接する２点間の測定距離差を圧延板長手方向
に連続して求め、所定の寸法において同一傾きを有する
区間ごとに積分し、得られた積分値から該区間ごとに予
め定めたオフセット量を差し引いて、前記平坦度を算出
することが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施に好適な装置の構成
の一例を模式的に図１に示す。まず、被圧延材は、圧延
装置１を用いて熱間圧延する圧延工程を施され、全長に
わたって所定の板厚プロフィルを付与された圧延板とさ
れる。所定の板厚プロフィルとしては、 例えば、図２
（ａ）に示すテーパ状のもの、（ｂ）に示すような凸状
のもの、（ｃ）に示すような凹状のものが例示される。
板厚プロフィルの決定は、各位置での板厚と、図中の
ａ、ｂ、ｃ等を指定して行われる。このような板厚プロ
フィルを付与するには、例えば圧延装置１の圧延ロール
間隔を所定の板厚プロフィルとなるように制御すること
により可能である。

【００１３】圧延工程で所定の板厚プロフィルを付与さ
れた圧延板は、搬送テーブルで冷却床２まで搬送されて
常温まで冷却されたのち、クロップ切断装置３でクロッ
プを切断される。以後、このクロップ切断位置を、 基準
点として圧延板長手方向に長さ、板厚、平坦度を測定す
る。クロップを切断された圧延板は、搬送方向に沿って
配設された長さ計７、厚さ計６により、長手方向に各位
置での板厚の実績値を測定し実績板厚プロフィルを求め
るプロフィル測定工程を施される。プロフィル測定工程
で測定された各位置での板厚の実績値データは、基準点
からの長さ測定値とともに、演算装置９に入力され、長
手方向の板厚プロフィルとして算出され、例えば演算装
置９のCRT 上に表示される。測定された実績板厚プロフ
ィルの一例を模式的に図３（ａ）に示す。この場合は、
図２（ａ）に示すテーパ状の板厚プロフィルを付与され
た圧延板の例である。

【００１４】ついで、得られた実績板厚プロフィルに基
づき、長手方向全長にわたり、所定の板厚公差を満足す
るように板厚変更点を算出し、切断位置を決定する演算
工程を施す。演算装置９には、上位の演算装置から製品
である異形鋼板の寸法形状、板厚公差等のデータが入力
されている。演算装置９に入力された製品長さと板厚公
差のデータから、演算装置９内で製品長手方向の板厚公
差分布を算出し、例えば演算装置９のCRT 上に表示す
る。演算され、 表示された製品長手方向の板厚公差分布
の一例を図３（ｂ）に示す。なお、図３（ｂ）は、製品
端を基準点（クロップ切断位置）として図３（ａ）の実
績板厚プロフィルを重ねて表示したものである。

【００１５】本発明の演算工程では、製品寸法形状、 板
厚公差のデータから算出された製品長手方向の板厚公差
分布と測定された実績板厚プロフィルとを演算装置９に
より比較演算して、製品全長にわたり板厚公差を満足す
るように、圧延板における板厚変更点を決定する。この
状況を図３（ｃ）に示す。基準点と製品端とを単に一致
させたのみ（図３（ｂ））では、板厚公差の許容範囲を
外れる可能性がある。

【００１６】このような場合には、図３（ｃ）に示すよ
うに、製品端の位置を長手方向に移動し、実績板厚プロ
フィルが板厚公差の許容範囲内の中央部付近となるよう
に、板厚変更点を決定する。この板厚変更点の決定情報
は、演算装置９から、製品の寸法情報とともに、幅切断
装置４、長さ切断装置５にそれぞれ入力される。なお、
演算工程の後に、演算結果を演算装置９からマーキング
装置１０に入力し、マーキングするマーキング工程を施
すことが好ましい。マーキング工程を付加することは、
鋼板の生産性向上の観点から好ましい。マーキング工程
では、演算装置９からの情報に基づき、マーキング装置
１０により、圧延板の板面上に演算工程で得られた板厚
変更点および／または切断位置をマーキングする。圧延
板上に板厚変更点、 切断位置をマーキングすることは、
情報の視覚化となり下流工程において、特に人手による
切断作業を行う場合や、検査作業における作業能率を向
上させる要因となる。また、板厚変更点のマーキング
は、構造物施行時の目安となるという効果もある。

【００１７】上記した圧延工程と、プロフィル測定工程
と、演算工程とあるいはさらに、マーキング工程と、を
経た圧延板は、演算装置９からの情報に基づき、幅切断
装置４、長さ切断装置５により、所望の製品寸法の製品
板に切断され、製品として出荷される。なお、幅切断装
置４、長さ切断装置５は特別な装置とする必要はなく、
通常公知の切断装置で何ら問題はない。

【００１８】本発明によれば、寸法精度の高い異形鋼板
が生産能率よく製造できる。一方、異形鋼板において
も、製品の品質として、製品板の形状を把握しておくこ
とは重要である。本発明方法においても、プロフィル測
定工程において、上記した実績板厚プロフィルの測定に
加えて、平坦度のプロフィルをも測定することが好まし
い。平坦な製品板では、製品板形状としての平坦度を測
定することは容易であるが、板厚プロフィルを有する異
形鋼板では、長手方向に板厚の勾配があり、平坦度を精
度よくしかも簡便に測定することは、かなりの困難を伴
っていた。

【００１９】本発明では、圧延板の搬送方向に配設され
た長さ計７と、演算装置９とに加えて、圧延板の搬送方
向の異なる位置に、２台のレーザ距離計８１，８２を配
設する。各装置の配置の一例を図４に示す。本発明で
は、レーザ距離計８１，８２と、長さ計７と演算装置９
を用いて平坦度を測定する。圧延板の搬送方向の異なる
位置に配設された２台のレーザ距離計により、隣接する
２点間（２点間の距離：Δｌ）で圧延板との距離を測定
する。得られた測定距離ｄ₁ 、ｄ₂ は測定位置の情報
（圧延板長手方向の位置）とともに、演算装置９に入力
される。演算装置９では、この測定距離ｄ₁ 、ｄ₂ をも
とに、隣接する２点間の測定距離差Δｄを、圧延板長手
方向に連続して算出し、さらに、得られたΔｄを、同一
傾きを有する区間（板厚変更点間）ごとに積分し、積分
値（∫Δｄ・ｄｌ）を求め、ついで得られた積分値から
各区間ごとに予め定めたオフセット量（∫Ｃ・ｄｌ）を
差し引いて、平坦度を算出する。なお、オフセット量
は、各区間で付与されるべき板厚プロフィルの傾きや装
置の取付け誤差等を含んだ補正量である。

【００２０】異形鋼板（テーパプレート）の平坦度の算
出の一例を図５に示す。図５（ａ）は、得られたΔｄ
を、同一傾きを有する区間（板厚変更点間）ごとに積分
して表示した状態を示す。図中に示す直線は、オフセッ
ト量を示す。また、図５（ｂ）は、得られた積分値から
各区間ごとに予め定めたオフセット量を差し引いた結果
を示す。図中の各点は測定位置ごとに、オフセット量を
差し引いた値を表示している。

【００２１】上記した本発明の方法を各区間ごとに適用
によれば、異形鋼板の各区間ごとに平坦度が自動的に測
定でき、この各区間ごとの平坦度をあわせて、異形鋼板
全長の平坦度とすれば、異形鋼板の全長にわたる平坦度
測定の自動化が可能となる。このように、本発明によれ
ば、異形鋼板の形状測定も簡便な方法で可能となり、鋼
板検査の省力化が達成できる。

【００２２】

【実施例】図２（ａ）に示す形状の異形鋼板（各部寸
法：ｔ₁ ＝30mm、ｔ₂ ＝48mm、ａ＝3500mm、ｂ＝5000m
m、ｃ＝3500mm）を、本発明方法で製造した。まず、被
圧延材に圧延装置１により、図２（ａ）に示すような板
厚プロフィルとなるように圧延工程を施し圧延板とし
た。ついで、常温まで冷却したのち、クロップ切断装置
３でクロップを切断した。ついで、クロップを切断され
た圧延板について、プロフィル測定工程で、実績板厚プ
ロフィルを求めた。演算装置９により、得られた実績板
厚プロフィルと、製品の板厚公差範囲とを比較演算し、
製品板全長が所定の板厚公差内となるように板厚変更点
を決定し、マーキング装置１０により板面上に板厚変更
点、 切断位置をマーキングしたのち、切断装置により切
断し、製品板とした。この本発明の方法により、測長、
けがき、マーキング、切断が自動化でき、従来に比べ、
生産性が30％向上した。

【００２３】

【発明の効果】以上、 詳述したように、本発明によれ
ば、異形鋼板の切断位置の決定精度が向上し、寸法精度
の高い異形鋼板が生産能率よく製造でき、さらに異形鋼
板の形状も簡便に測定でき、異形鋼板の製造工程の省力
化が達成できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に好適な装置配列の一例を模式的
に示す説明図である。

【図２】異形鋼板の板厚プロフィルの一例を示す模式図
である。

【図３】（ａ）は実績板厚プロフィルの一例を、（ｂ）
は板厚プロフィルと板厚公差範囲との単純比較を、
（ｃ）は板厚変更点の決定方法の一例を、示す説明図で
ある。

【図４】本発明の実施に好適な平坦度測定用の装置配列
の一例を示す説明図である。

【図５】本発明の平坦度測定方法の一例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 圧延装置 ２ 冷却床 ３ クロップ切断装置 ４ 幅切断装置 ５ 長さ切断装置 ６ 厚み計 ７ 長さ計 ８ 平坦度計 ８１ レーザ距離計 ８２ レーザ距離計 ９ 演算装置 １０ マーキング装置 １１ 搬送テーブル ２１ 圧延板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向に厚みの異なる異形鋼板を製造
   する方法であって、被圧延材の全長にわたって所定の板
   厚プロフィルを付与する圧延工程と、前記圧延工程で所
   定の板厚プロフィルを付与された圧延板について長手方
   向に板厚の実績値を測定し実績板厚プロフィルを求める
   プロフィル測定工程と、該実績板厚プロフィルに基づ
   き、長手方向全長にわたって所定の板厚公差を満足する
   ように、演算により板厚変更点を算出し、切断位置を決
   定する演算工程とを含むことを特徴とする異形鋼板の製
   造方法。
2. 【請求項２】 さらに、前記演算工程で得られた板厚変
   更点および／または切断位置を圧延板上にマーキングす
   るマーキング工程を含むことを特徴とする請求項１に記
   載の異形鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記プロフィル測定工程が、 前記実績板
   厚プロフィルの測定に加えて、 平坦度のプロフィルをも
   測定することを特徴とする請求項１または２に記載の異
   形鋼板の製造方法。
4. 【請求項４】 圧延板の搬送方向の異なる位置に配設さ
   れた、平坦度計としての２台のレーザ距離計と、長さ計
   と、演算装置とを用いて、前記２台のレーザ距離計によ
   り測定された圧延板との測定距離をもとに、隣接する２
   点間の測定距離差を圧延板長手方向に連続して求め、同
   一傾きを有する区間ごとに積分し、得られた積分値から
   該区間ごとに予め定めたオフセット量を差し引いて、前
   記平坦度を算出することを特徴とする請求項３に記載の
   異形鋼板の製造方法。