JP2004283888A - 降伏応力及び残留応力のバラツキの小さい鋼板並びにその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】降伏応力や残留応力等の特性分布が制御された鋼板を提供する。
【解決手段】圧延されたままの又は加速冷却された鋼板であって、該鋼板から少なくとも１つの部位を切断したときに、下記（１）式で定義される残留応力パラメータηの絶対値が３．０ＭＰａ以下となるように矯正されていると共に、鋼板のフェライト粒径のバラツキが（測定領域における平均値±１．５μｍ）の範囲内にある。
【数１】

但し、鋼板全体の面積をＳ（ｍｍ^２）、微少領域の面積をｓ（ｍｍ^２）、微少領域での鋼板の長手方向残留応力値又は幅方向残留応力値をσ（ＭＰａ）、補正総切断領域をΩ（ｍｍ^２）とする。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、残留応力や降伏応力等の特性分布が一定の範囲内となるように制御された鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な鋼板の製造方法では、例えばスラブを１０００〜１２００℃程度に加熱し、所定の寸法になるまで熱間圧延（粗圧延及び仕上げ圧延）を行う。また、ＴＭＣＰ（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）鋼板の場合、加速冷却又は直接焼き入れを実施した後、熱間矯正により鋼板を平坦化し、ガス切断、プラズマ切断、レーザ切断又はシャー切断により所定寸法に切断される。
【０００３】
上記各工程における様々な製造条件のバラツキにより、鋼板に不均一な残留応力が発生する。例えば、加熱時の温度不均一（加熱ムラ）、圧延時の平坦度不良（波や反り）や板厚偏差、表面のスケール性状（スケールの成分や厚み）の不均一に起因する水冷時の冷却ムラ、加速冷却やデスケーリング時の不均一冷却（特に鋼板四周部）、熱間矯正時の零点のズレやロール撓み、空冷時の不均一冷却、熱切断時の熱影響による残留応力及び組織変化・硬化、シャー切断時の切断歪、冷間矯正時の零点のズレやロール撓み、熱処理における表面性状の違い（手入れやショットブラスの有無）等がその原因である。
【０００４】
従来、需要家における加工情報、例えば加工条件、加工方法、加工形状及び加工精度の許容値等に応じて、鋼板の残留歪、残留応力又はこれらから演算されるパラメータ等の特性が制御された鋼板というものは存在していなかった。
【０００５】
従って、上記残留応力を有する従来の鋼板を需要家において切断した場合、切断により残留応力が解放され、鋼板に伸張、収縮、横曲がり、反り等が発生する。残留応力の解放による鋼板の変形が大きい場合、切断された鋼板の形状や寸法が許容誤差範囲を逸脱する可能性がある。その結果、需要家における鋼板の切断及び組立時の生産性が低下するという問題点を有していた。また、鋼板の変形及び変形のバラツキを考慮した設計をしなければならず、設計上の制約が大きいという問題点を有していた。
【０００６】
鋼板の残留応力を小さくする技術として、熱間圧延後の冷却において、冷却速度を制御したり、板厚との関係で水量密度を制御することも提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。また、鋼板の化学成分組成を規定すると共に、熱間圧延仕上げ温度、その後の冷却速度や巻取り温度等を適切に制御し、更にロールレベラーによる矯正時の曲率半径Ｒを、板厚、鋼板のヤング率、鋼板の降伏強さとで所定の関係を満足するように制御することによって残留応力のバラツキを低減する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、これらの技術においても、残留応力やそのバラツキを十分に小さくできているとはいえない。
【０００７】
一方、鋼板の特性を評価する上で、その基本的な特性となる降伏応力についても鋼板内でのバラツキが少ないことも重要な要件となる。こうしたバラツキが大きくなると、機械曲げや熱曲げ等の加工の際に加工量にバラツキが生じてしまう（加工性が悪くなる）という問題が生じる。
【０００８】
こうしたことから、降伏応力のバラツキを低減する試みが様々な角度からなされている。こうした技術として、化学成分組成を適切に調整した鋼片を用い、鋼片中の温度偏差が６０℃以下となるように加熱した後、熱間圧延過程で、９００℃以下での最初の圧下時の鋼板内温度偏差を４０℃以下に、最終の圧下時の鋼板内温度偏差を２０℃以下にしてＡｒ_３点以上の温度で圧延を終了することにより鋼板内の強度変動を２０ＭＰａ以内に制御することも提案されている（例えば、特許文献４参照）。また、化学成分組成を適切に調整した鋼材を用い、９５０〜１３５０℃の温度に加熱後、１０００〜９００℃の温度域における累積圧下率が１５％以上、且つ９００℃未満変態開始温度以上での累積圧下率が４０％以上となる熱間圧延を施し、その後空冷または１℃／秒以上の冷却速度で冷却して板内均一性を達成する技術も提案されている（例えば、特許文献５）。
【０００９】
これらの技術は、基本的に熱間圧延条件を適切に規定することによって、特性のバラツキを低減するものであり、また特性のバラツキの低減という観点からすれば有用なものであるが、熱間条件は鋼材の化学成分組成に影響されるものであり、広く一般的に適用できる技術とはいえない。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６０−１７４８３１号公報 特許請求の範囲
【特許文献２】
特開昭６２−１８００２２号公報 特許請求の範囲
【特許文献３】
特開２０００−２１２６８８号公報 特許請求の範囲
【特許文献４】
特開平７−１２６７４４号公報 特許請求の範囲
【特許文献５】
特開平７−１７７３１号公報 特許請求の範囲
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、こうした状況の下になされたものであって、その目的は、降伏応力や残留応力等の特性分布が制御された鋼板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成し得た本発明の鋼板とは、圧延されたままの又は加速冷却された鋼板であって、該鋼板から少なくとも１つの部位を切断したときに、下記（１）式で定義される残留応力パラメータηの絶対値が３．０ＭＰａ以下となるように矯正されていると共に、鋼板のフェライト粒径のバラツキが（測定領域における平均値±１．５μｍ）の範囲内にある点に要旨を有するものである。
【００１３】
【数２】

【００１４】
但し、鋼板全体の面積をＳ（ｍｍ^２）、微少領域の面積をｓ（ｍｍ^２）、微少領域での鋼板の長手方向残留応力値又は幅方向残留応力値をσ（ＭＰａ）、補正総切断領域をΩ（ｍｍ^２）とする。
【００１５】
また、本発明の別の鋼板は、圧延されたままの又は加速冷却された鋼板であって、鋼板表面の１００ｍｍ×１００ｍｍの略正方形領域での鋼板の長手方向残留応力又は幅方向残留応力の平均値として定義される残留応力の絶対値が３０．８ＭＰａ以下であると共に、前記略正方形領域での鋼板の長手方向残留応力又は幅方向残留応力の偏差が６１ＭＰａ以下となるように矯正されており、且つ鋼板のフェライト粒径のバラツキが（測定領域における平均値±１．５μｍ）の範囲内にあることを特徴とする。
【００１６】
本発明の更に別の鋼板は、圧延されたままの又は加速冷却された鋼板であって、鋼板表面の１００ｍｍ×１００ｍｍの略正方形領域での鋼板の長手方向残留歪み又は幅方向残留歪みの平均値として定義される残留歪みの絶対値が１．５×１０^−４以下であると共に、前記略正方形領域での鋼板の長手方向残留歪み又は幅方向残留歪みの偏差が３．０×１０^−４以下となるように矯正されており、且つ鋼板のフェライト粒径のバラツキが（測定領域における平均値±１．５μｍ）の範囲内にあることを特徴とする。
【００１７】
上記各鋼板において、前記矯正はローラレベラによることが好ましい。また、前記ローラレベラによる矯正を冷間で行うことが好ましい。
【００１８】
上記各鋼板においては、降伏応力や残留応力のバラツキが低減されたものとなるが、（１）降伏応力が（測定領域における平均値±２０ＭＰａ）の範囲内にあることや、（２）残留応力が（測定領域における平均値±１０ＭＰａ）の範囲内にあることが好ましい。
【００１９】
一方、本発明の鋼板を製造するに当たっては、スラブ加熱温度の温度差を５０℃以下にして加熱した後圧延し、引き続き圧延材における定常部温度よりも３０℃以上低い領域を切断除去し、更に塑性率：８０％以上、幅方向全面の塑性率バラツキを２％以内にして冷間矯正すれば良い。またこの製造方法においては、必要によって圧延後に平均冷却速度３℃／ｓｅｃ以下で加速冷却することも有用であり、これによって加速冷却で生じる圧延材の板面内におけるフェライト変態の生じ方をほぼ同一なものとすることができ、フェライト粒径の均一性が確保できるという効果が発揮される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、上記目的を達成するために様々な角度から検討した。その結果、上記構成を採用すれば上記目的が見事に達成されることを見出し、本発明を完成した。本発明では、上記のように、各種実施形態によって残留応力のバラツキを低減すると共に、フェライト粒径のバラツキを所定範囲内に収めることによって、降伏応力のバラツキの低減を図ったものである。このうち、残留応力のバラツキの低減に係る各種実施形態については、同一出願人によって先に提案した技術（特開２０００−３０１２２０号）を基礎とするものであるが、これらの各種実施形態について説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
本発明の鋼板、鋼板製造装置及び鋼板製造方法に関する第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は、鋼板の残留応力分布から残留応力パラメータηの値を演算により求め、残留応力パラメータηの値が所定範囲内になるように制御するものである。
【００２２】
第１の実施形態における鋼板製造装置の構成を図１に示す。まず、加熱炉１によりスラブを１０００〜１２００℃程度に加熱し、第１圧延装置２により板厚が第１所定寸法になるまで粗圧延を行う。次に、冷却装置３により、例えばＴＭＣＰ鋼板の場合７００〜１１００℃程度に冷却し、第２圧延装置４により板厚が第２所定寸法になるまで仕上げ圧延を行う。さらに、加速冷却装置５により４００〜６５０℃程度に急速冷却した後、熱間矯正装置６により鋼板の形状を平坦化する。
【００２３】
熱間矯正装置６の上部には、搬送されてくる鋼板の先端を検出し、一定間隔でパルス信号を発生するパルス発生装置（以下、ＰＬＧ（Ｐｕｌｓｅ Ｌｅｎｇｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）と称する）１１が設けられている。ＰＬＧ１１からのパルス信号をカウントし、カウントしたパルス数に一定の長さ（１パルスを発生する間の鋼板の移動量）をかけることにより、鋼板の先端からの現在位置がわかる。
【００２４】
また、熱間矯正装置６の下流側には、例えばサーモビュアや走査型の放射温度計等の温度計７が設けられている。ＰＬＧ１１と温度計７の距離を固定し、鋼板８の搬送速度を一定とすることにより、熱間矯正された鋼板８の表面の温度分布を測定することができる。
【００２５】
温度計７による温度測定データ及びＰＬＧ１１による鋼板の長手方向の位置情報は、それぞれディジタルダイレクトコントローラ（以下、ＤＤＣと称する）１２及びプロセスコンピュータ１３を介してサーバコンピュータ１５に転送される。
【００２６】
一方、鋼板８の圧延サイズ、製品サイズ、製品採取位置、条切断幅、鋼板グレード等の情報がホストコンピュータ１９から入力され、ラインコンピュータ１４及びプロセスコンピュータ１３を介してサーバコンピュータ１５に転送される。これらの情報は、サーバコンピュータ１５から、さらにキャンバ（横曲がり）予測コンピュータ１６、座屈予測コンピュータ１７、変形予測コンピュータ１８に転送される。
【００２７】
キャンバ予測コンピュータ１６では、温度測定データ及び位置情報を用いて、例えば本出願人による特公平４−８１２８号公報に記載された演算方法等により鋼板８の残留応力分布を演算する。演算された残留応力分布データは、サーバコンピュータ１５を経由して、座屈予測コンピュータ１７及び変形予測コンピュータ１８に転送される。これらのコンピュータ１６〜１８により、それぞれ条切断後のキャンバ予測値、座屈予測値、切断時の変形予測値が演算される。尚、キャンバ予測値と座屈予測値の演算方法の詳細に関しては、例えば本出願人による特開平１０−５６５００号公報に記載されているので、ここでは省略する。
【００２８】
切断時の変形予測値の一例として、鋼板サイズ、材質、残留応力分布の演算値、需要家での切断形状や切断方法等にもとづいて、変形予測コンピュータ１８により、鋼板の特性（残留応力分布等）の不均一さを表すパラメータを演算し、パラメータが所定の許容範囲内にあるか否かを判断する。
【００２９】
広義のパラメータとしては、鋼板自体の残留応力や残留歪み、鋼板を切断した場合の変位や変形量等の最大値、最小値、平均値、総和、偏差、絶対値及び分布等が挙げられる。更に、狭義のパラメータとしては、残留応力分布から演算により求めた応力パラメータη、残留歪み分布から演算により求めた歪みパラメータγ等が考えられる。
【００３０】
第１の実施形態では、パラメータとして、以下の（１）式で表される残留応力パラメータηを演算する。但し、鋼板全体の面積をＳ（ｍｍ^２）、微少領域の面積をｓ（ｍｍ^２）、微少領域での長手方向残留応力値又は幅方向残留応力値をσ（ＭＰａ）、補正総切断領域をΩ（ｍｍ^２）とする。
【００３１】
【数３】

【００３２】
残留応力パラメータηと需要家の要求精度ｑにより決定される許容値η_ｃ（ｑ）との間には、最小許容値をη_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）、最大許容値をη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）として、η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）≦η≦η_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）が成り立つ。
【００３３】
残留応力パラメータηを演算すると、変形予測コンピュータ１８は、ホストコンピュータ１９から転送されてきた需要家や用途に応じてあらかじめ決められた許容範囲の上限値及び下限値との大小比較を行う。比較の結果、応力パラメータηが許容範囲内にない場合、矯正装置（ローラレベラ）１０や熱処理炉９により鋼板８の残留応力を低減するための矯正条件を設定する。なお、ローラレベラによる矯正の残留応力低減効果は、例えば本出願人による特開平９−５７３４８号公報に記載されているので、参照されたい。また、矯正条件の設定については後述する。
【００３４】
通常は、設定された矯正条件に従って、矯正装置（ローラレベラ）１０のインターメッシュを調節して矯正（冷間矯正）を行う。また、矯正装置１０の能力から決定される最大矯正条件で矯正したと仮定した場合における鋼板の残留応力分布から演算される残留応力パラメータηが許容値を超える場合は、熱処理後の残留応力分布から演算される残留応力パラメータηが許容値を満たす必要最小限の熱処理条件（熱処理温度及び時間）を設定し、矯正の前処理として熱処理炉９を用いて残留応力の低減を行い、その後矯正装置１０による矯正を行う。熱処理による残留応力の低減については、例えば本出願人による特開平９−７８１４５号公報に記載されているので、参照されたい。
【００３５】
尚、熱処理条件の設定に際し、熱処理により鋼板の強度や降伏応力等の材質が変化するので、材質変化を考慮した上で、熱処理の可否についてあらかじめ決定しておく必要がある。本実施形態の鋼板製造装置では、変形予測コンピュータ１８のメモリ等に、鋼板のグレードに応じたクリープ係数や熱処理可否のテーブルを設けている。変形予測コンピュータ１８は、各鋼板８について、それぞれ以下のような矯正コードを付与する。例えば、残留応力パラメータηが所定値以下の場合、矯正不要であるので、合格を表す矯正コードＫ＝０を付与する。また、矯正装置１０による軽圧下矯正の場合、矯正コードＫ＝１を付与する。同様に、中圧下矯正の場合、矯正コードＫ＝２を付与する。強圧下矯正の場合、矯正コードＫ＝３を付与する。また、熱処理を実施する場合、矯正コードＫ＝４を付与する。
【００３６】
更に、矯正や熱処理によっても残留応力パラメータηが所定値以下になる見込みがない場合は、不良を表す矯正コードＫ＝５を付与する。
【００３７】
変形予測コンピュータ１８による演算結果及び判定結果（残留応力パラメータ、矯正コード）は、サーバコンピュータ１５に転送され、保存される。さらに、上位のプロセスコンピュータ１３やラインコンピュータ１４にも転送される。ラインコンピュータ１４は、矯正コードにもとづいて次工程を決定する。例えば、矯正コードＫ＝０の場合、矯正及び熱処理を行わずそのまま出荷する。
【００３８】
一方、矯正コードＫ＝１〜３の場合、鋼板８を矯正装置１０に搬送し、設定された矯正コードに従って矯正を行う。さらに、矯正コードＫ＝４の場合、まず鋼板８を熱処理炉９に搬送して熱処理を行った後、さらに鋼板８を矯正装置１０に搬送し、強圧下で矯正を行う。なお、矯正コードＫ＝５の場合、製造工程から除去する。
【００３９】
これと並行して、ラインコンピュータ１４は、当該鋼板８の矯正及び熱処理条件（演算矯正条件及び演算熱処理条件）を矯正装置１０及び熱処理炉９にそれぞれ転送する。矯正装置１０及び熱処理炉９は、ラインコンピュータ１４からの条件に従って矯正及び熱処理を実施し、実施した矯正及び熱処理の条件（実績矯正条件及び実績熱処理条件）をラインコンピュータ１４に転送する。
【００４０】
変形予測値（例えば残留応力パラメータηの値）、矯正コード、熱処理コード、演算矯正条件、演算熱処理条件、実績矯正条件、実績熱処理条件、平坦度測定結果等は、ラインコンピュータ１４からホストコンピュータ１９に転送され、品質解析システムに蓄積される。このようにして、鋼板８の残留応力分布が一定範囲内に制御され、需要家での切断加工時の変形が許容範囲内であることが保証される。
【００４１】
次に、変形予測コンピュータ１８による矯正条件設定プログラムについて、図２及び図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。矯正条件の設定を開始すると、キャンバ予測コンピュータ１６は、温度測定データ及び位置情報を用いて鋼板の残留応力を演算する（ステップ＃１００）。演算された残留応力データは変形予測コンピュータ１８に転送され、これを用いて応力パラメータηの初期値η_０が演算される（ステップ＃１０５）。更に、変形予測コンピュータ１８は、演算した応力パラメータη_０が所定の範囲内［η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）とη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）の間］にあるか否かを判断する（ステップ＃１１０）。
【００４２】
残留応力パラメータη_０が所定の範囲内にある場合［η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）≦η_０≦とη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）：ステップ＃１１０でＹＥＳ］、当該鋼板８は残留応力が十分に小さく、矯正処理を行う必要がない。そこで、変形予測コンピュータ１８は、矯正コードＫ＝０及び残留応力パラメータη＝η_０を設定する（ステップ＃１１５）。
【００４３】
一方、残留応力パラメータη_０が所定の範囲内にない場合［η_０＜η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）又はη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）＜η_０：ステップ＃１１０でＮＯ］、当該鋼板８は残留応力が大きく、矯正処理を必要とする。そこで、変形予測コンピュータ１８は、矯正条件１、すなわち矯正装置１０により軽圧下条件下で矯正を行ったと仮定した場合の残留応力を演算する（ステップ＃１２０）。さらに、変形予測コンピュータ１８は、矯正後の残留応力を用いて残留応力パラメータη_１の演算を行い（ステップ＃１２５）、演算した残留応力パラメータη_１が所定の範囲内［η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）とη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）の間］にあるか否かを判断する（ステップ＃１３０）。
【００４４】
残留応力パラメータη_１が所定の範囲内にある場合［η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）≦η_１≦η_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）：ステップ＃１３０でＹＥＳ］、当該鋼板８は、矯正条件１により矯正することにより残留応力を所定範囲内に低減可能である。そこで、変形予測コンピュータ１８は、矯正コードＫ＝１及び応力パラメータη＝η_１を設定する（ステップ＃１３５）。
【００４５】
応力パラメータη_１が所定の範囲内にない場合［η_１＜η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）又はη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）＜η_１：ステップ＃１３０でＮＯ］、当該鋼板８は矯正条件１で矯正してもなお残留応力が大きく、さらに強力な矯正処理を必要とする。そこで、変形予測コンピュータ１８は、矯正条件２、すなわち矯正装置１０により中圧下条件下で矯正を行ったと仮定した場合の残留応力を演算する（ステップ＃１４０）。さらに、変形予測コンピュータ１８は、矯正後の残留応力を用いて残留応力パラメータη_２の演算を行い（ステップ＃１４５）、演算した残留応力パラメータη_２が所定の範囲内［η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）とη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）の間］にあるか否かを判断する（ステップ＃１５０）。
【００４６】
残留応力パラメータη_２が所定の範囲内にある場合［η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）≦η_２≦η_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）：ステップ＃１５０でＹＥＳ］、当該鋼板８は、矯正条件２により矯正することにより残留応力を所定範囲内に低減可能である。そこで、変形予測コンピュータ１８は、矯正コードＫ＝２及び残留応力パラメータη＝η_２を設定する（ステップ＃１５５）。
【００４７】
残留応力パラメータη_２が所定の範囲内にない場合［η_２＜η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）又はη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）＜η_２：ステップ＃１５０でＮＯ］、当該鋼板８は矯正条件２で矯正してもなお残留応力が大きく、矯正装置１０の有する能力を最大にして矯正処理する必要がある。そこで、変形予測コンピュータ１８は、矯正条件３、すなわち矯正装置１０により強圧下条件下で矯正を行ったと仮定した場合の残留応力を演算する（ステップ＃１６０）。さらに、変形予測コンピュータ１８は、矯正後の残留応力を用いて残留応力パラメータη_３の演算を行い（ステップ＃１６５）、演算した残留応力パラメータη_３が所定の範囲内［η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）とη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）の間］にあるか否かを判断する（ステップ＃１７０）。
【００４８】
残留応力パラメータη_３が所定の範囲内にある場合［η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）≦η_３≦η_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）：ステップ＃１７０でＹＥＳ］、当該鋼板８は、矯正条件３により矯正することにより残留応力を所定範囲内に低減可能である。そこで、変形予測コンピュータ１８は、矯正コードＫ＝３及び残留応力パラメータη＝η_３を設定する（ステップ＃１７５）。
【００４９】
残留応力パラメータη_３が所定の範囲内にない場合［η_３＜η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）又はη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）＜η_３：ステップ＃１７０でＮＯ］、当該鋼板８の残留応力が大きく、矯正装置１０の能力を最大にしても矯正不十分である。
【００５０】
前述のように、鋼板８の材質変化を考慮した上で、熱処理の可否についてあらかじめ決定されている。そこで、変形予測コンピュータ１８は、鋼板８の熱処理可否のテーブルを検索し、当該鋼板８が熱処理可能なものか否かを判断する（ステップ＃１８０）。
【００５１】
鋼板８が熱処理不可能である場合（ステップ＃１８０でＮＯ）、当該鋼板８は矯正装置１０の能力を持ってしても、その残留応力を所定範囲内に低減できないので、変形予測コンピュータ１８は、不良品を表す矯正コードＫ＝５及び応力パラメータη＝η_３を設定する（ステップ＃１８５）。
【００５２】
鋼板８が熱処理可能な場合（ステップ＃１８０でＹＥＳ）、変形予測コンピュータ１８は、熱処理炉９で熱処理を行った後、さらに矯正条件３、すなわち矯正装置１０により強圧下条件下で矯正を行ったと仮定した場合の残留応力を演算する（ステップ＃１９０）。更に、変形予測コンピュータ１８は、矯正後の残留応力を用いて残留応力パラメータη_４の演算を行い（ステップ＃１９５）、演算した応力パラメータη_４が所定の範囲内［η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）とη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）の間］にあるか否かを判断する（ステップ＃２００）。
【００５３】
残留応力パラメータη_４が所定の範囲内にない場合［η_４＜η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）又はη_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）＜η_４：ステップ＃２００でＮＯ］、当該鋼板８の残留応力が大きく、熱処理炉９により熱処理を行い、且つ矯正装置１０の能力を最大にしても矯正不十分である。そこで、変形予測コンピュータ１８は、不良品を表す矯正コードＫ＝５及び残留応力パラメータη＝η_４を設定する（ステップ＃２０５）。
【００５４】
残留応力パラメータη_４が所定の範囲内にある場合［η_４＜η_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）≦η_４≦η_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）：ステップ＃２００でＹＥＳ］、当該鋼板８は、熱処理後、矯正条件３により矯正することにより残留応力を所定範囲内に低減可能である。そこで、変形予測コンピュータ１８は、熱処理を表す矯正コードＫ＝４及び残留応力パラメータη＝η_４を設定し（ステップ＃２１０）、矯正条件設定プログラムを終了する。
【００５５】
次に、上記鋼板製造装置又は鋼板製造方法により製造された鋼板の評価方法について説明する。
【００５６】
従来の鋼板製造方法により製造された鋼板は、残留応力分布が制御されておらず、また測定もされていない。従って鋼板の残留応力が大きい場合、需要家において当該鋼板を切断すると、許容値を超えて鋼板が伸長したり、収縮したり、横曲がりが発生したり、あるいは反りが発生する可能性がある。
【００５７】
そこで、本発明者らは、切断加工時に生じる変形量のバラツキの少ない鋼板を開発すべく、鋼板の残留応力や残留歪みに関して鋭意研究を重ねた。その過程において、上記（１）式で表される残留応力パラメータηの値を制御することにより、鋼板の切断後の変形量を予測できるとの知見を得た。様々な鋼板サイズ、残留応力分布、切断形状の鋼板について、有限要素法（以下、ＦＥＭ：Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄと称する）解析を行い、切断後の鋼板の変形量と残留応力パラメータηの関係を求めた結果を図４に示す。図４において、横軸は残留応力パラメータηの値（単位：ＭＰａ）を表し、縦軸は所定長さ当たりの変形量（単位：ｍｍ／ｍｍ、すなわち無次元）を表す。
【００５８】
このように、あらかじめ切断形状、切断方法、切断サイズ、鋼板全体における切断位置等の切断情報が与えられれば、実際に鋼板を切断することなしに、鋼板の残留応力分布と切断情報から、切断時の変形を予測することができる。更に、残留応力パラメータηを制御することにより、目標とする許容値以内に変形量を制御することも可能である。
【００５９】
近年、鋼板切断時の変形に関する要求が厳格化しており、切断時における鋼板の収縮や伸長等の変形が長さ１０，０００ｍｍ当たり１．５ｍｍ以下の鋼板が求められている。この要求を満足するため、図４から、残留応力パラメータηの値の絶対値を３．０ＭＰａ以下に制御することが好ましい。
【００６０】
尚、上記（１）式における補正切断領域Ωとは、切断される部位のすべての領域を意味する。また、図５（ａ）に示すように切断領域の形状がＴ字型の場合、Ｔ字の縦線部分の周りに残された材料は変形後の曲げ、収縮（引っ張り）に寄与しないため、図５（ｂ）に示す切断領域の形状が矩形の場合と同等と考えられる。
【００６１】
上記（１）式における残留応力値σは、板厚方向における平均値（板厚方向における複数の位置で測定し又は解析した値の平均値）である。しかしながら、実際に鋼板の板厚方向における複数の位置で残留応力値を測定したり、あるいは解析することは非常に複雑かつ困難である。そこで、鋼板の表面の残留応力値を測定し、板厚方向における平均値に補正することができれば、残留応力値の測定又は解析が簡単かつ容易になる。
【００６２】
一般に、鋼板表面での残留応力値は、必ずしも板厚方向における平均値とは一致せず、鋼板の板厚、グレード、製造方法等によって大きく異なる。長手方向残留応力の板厚方向の平均値が零である鋼板について、長手方向残留応力の板厚方向の分布を図６に示す。また、この鋼板の詳細を表１に示す。
【００６３】
【表１】

【００６４】
図６において、横軸は板厚方向における測定点の位置（全体に対する割合：単位は無次元）を表し、縦軸は各測定点における鋼板の長手方向残留応力値（単位：ＭＰａ）を表す。図６から明らかなように、鋼板の表面及び裏面では、残留応力値が圧縮であり、平均値から大きくずれている。また、鋼板の板厚方向の中央部近傍では、残留応力値が引張であり、また平均値から大きくずれている。一方、鋼板の板厚方向の表面又は裏面から板厚の１／４の位置近傍では、残留応力値が平均値に比較的近い値を示している。すなわち、鋼板表面の残留応力値は板厚方向の平均値とは一致していない。そこで、鋼板表面の残留応力が板厚方向の平均値とほぼ等しくなるように、板厚、グレード又は製造方法に応じて換算又は補正を行うことが好ましい。
【００６５】
次に、長手方向残留応力の板厚方向の平均値が零である鋼板（圧延したままの３９２ＭＰａ鋼板）について、板厚と鋼板表面の長手方向残留応力の関係を図７に示す。図７において、横軸はサンプルとした各鋼板の板厚（単位：ｍｍ）を表し、縦軸は鋼板の表面における残留応力値（単位：ＭＰａ）を表す。図７から明らかなように、板厚が厚くなるに応じて、鋼板表面の残留応力の絶対値が大きくなる。従って、鋼板表面の残留応力の測定値から、板厚に応じて図７から求まる値を減じることにより、板厚方向平均値へ補正することができる。
【００６６】
更に、板厚と製造方法及び鋼板のグレードに応じた表面の残留応力の補正値の関係を図８に示す。図８において、横軸はサンプルとした各鋼板の板厚（単位：ｍｍ）を表し、縦軸は鋼板の表面における残留応力の補正値（単位：ＭＰａ）を表す。また、図中「▲」は圧延したままの鋼板の値を表し、「●」は加速冷却型鋼板の値を示し、「◆」は熱処理及び／又は矯正処理した鋼板の値を表す。
【００６７】
図８から明らかなように、熱処理や矯正を施したグレードの高い鋼板は、圧延したままの鋼板や加速冷却した鋼板に比べて、板厚方向残留応力の変化が小さく、板厚による補正値の変化は小さい。また、圧延したままの鋼板と加速冷却した鋼板のように製造方法の違いによっても、板厚方向残留応力の変化が異なる。従って、これら鋼板の製造方法やグレード等の条件に応じて、それぞれ異なった補正値を用いて表面の残留応力測定値から板厚方向の平均値への補正を行うことが好ましい。
【００６８】
次に、鋼板の表面の温度分布の測定時点について検討する。図１に示す鋼板製造装置では、熱間矯正装置６による熱間矯正後に、温度計７により鋼板８の表面の温度分布を測定するように構成しているが、これに限定されるものではなく、第２圧延装置４による圧延後や、加速冷却装置５による加速冷却後に測定してもよいが、計測値の補正の要否を考慮すると、熱間矯正後の測定が望ましい。
【００６９】
幅方向における端部近傍に過冷却された温度分布（長手方向の温度分布は一様とする）を有する鋼板（製品長さを２０ｍとする）に対して、ＦＥＭ解析により冷却後の長手方向残留応力を演算し、その鋼板から様々なサイズ（例えば、長さ３ｍ及び８ｍ）の試験片を切断した場合の残留応力分布の変化を解析した。鋼板の詳細を表２に示す。また、試験片の長手方向における中央位置近傍でかつ幅方向における複数の位置で測定した長手方向残留応力分布を図９に示す。
【００７０】
【表２】

【００７１】
図９において、横軸は、鋼板の幅方向における測定点の位置を表し（幅３０００ｍｍの対する位置、単位：ｍｍ）、縦軸は各測定点における鋼板の長手方向残留応力の値（単位：ＭＰａ）を表す。図９から明らかなように、試験片長さに応じて鋼板の拘束状態が異なり、長手方向残留応力の分布が変化していることがわかる。すなわち、長さ３ｍの試験片に着目すると、切断前は同一の残留応力分布であったにもかかわらず、切断された試験片の長手方向残留応力が変化している。しかも、鋼板の側部近傍では残留応力の値が増加し、鋼板の中央部近傍では残留応力の値は低減している。これに対して、長さ８ｍの試験片の場合、長手方向残留応力分布が切断前の製品（長さ２０ｍ）のそれとほぼ一致している。このことから、試験片の長さが短い場合には、測定した残留応力の値を、需要家で加工される長さに補正して、応力パラメータηを演算する必要がある。逆に、試験片の長さが少なくとも８ｍ以上となるよう切断することにより、試験片の長さによる影響を受けないことがわかる。
【００７２】
以上のことから、試験片が短い場合は、測定した残留応力の補正が必要となる。試験片長さと残留応力の補正係数の関係を図１０に示す。図１０において、横軸は鋼板（例えば長さ２０ｍの製品）を切断した試験片の長さ（単位ｍ）を表し、縦軸は補正係数を表す。また、「▲」は鋼板の幅方向における中央部近傍での残留応力の補正係数（単位：無次元）を表し、「●」は鋼板の幅方向における端部近傍での残留応力の補正係数を表す。なお、補正係数は、切断前の鋼板の幅方向における中央部及び端部から所定の位置での残留応力値に対する切断後の試験片の幅方向における同じ位置での残留応力値の割合（比）である。図９及び図１０から明らかなように、試験片長さが短い場合には、幅方向における端部近傍や幅方向における中央近傍のいずれの位置でも補正が必要となり、しかも補正量が異なる。従って、試験片長さに応じて、図１０から求めた補正係数の逆数を乗じることにより残留応力の補正を行うことが好ましい。
【００７３】
周知のように、切断加工時の切断方法により鋼板が変形する場合がある。例えば、ガス切断、プラズマ切断、レーザー切断といった熱切断においては、切断時の入熱により鋼板の変形量が異なる。板厚１６ｍｍの鋼板を切断した場合における切断方法による変形量の違いを熱弾塑性ＦＥＭにより解析した結果を図１１に示す。図１１において、横軸は切断方法を表し、縦軸は切断時の収縮量（単位：ｍｍ）を表す。なお、図１１では、シャー切断の場合も表示している。
【００７４】
図１１から明らかなように、切断方法により切断入熱量が異なり、切断後の変形量が異なるので、変形量が許容範囲内となるように、切断方法及び切断入熱に応じて鋼板の残留応力パラメータηを補正することが好ましい。残留応力パラメータηの補正値を図１２に示す。図１２において、横軸は切断方法を表し、縦軸は残留応力パラメータηの補正値（単位：ＭＰａ）を表す。具体的には、残留応力パラメータηの値から、切断方法に応じて図１２から求めた補正値を減算して補正する。尚、この補正値は、例えば図１３に示す形状に鋼板を切断する場合の値であるが、補正値は切断形状及び板厚により異なるので、切断形状や板厚に応じて数水準用意しておくことが好ましい。
【００７５】
このように、第１の実施形態によれば、需要家における加工情報、例えば加工条件、加工方法、加工形状又は加工精度の許容値に応じて、加工後における残留応力による変形量が所定の許容値以下となるように、未加工状態での残留応力分布が制御された鋼板が得られる。
【００７６】
また、鋼板の表面の温度分布から鋼板表面の残留応力値又は残留応力分布を演算し、残留応力から残留応力パラメータηの値を演算し、残留応力パラメータηの値が所定範囲内にあるか否かを判断することにより、実際に鋼板を切断加工するまでもなく、切断加工後の鋼板の変形量を予測することができる。
【００７７】
また、鋼板の表面を測定して求めた残留応力の値を板厚方向の平均値に換算又は補正することにより、残留応力の測定又は解析が容易になる。更に、鋼板の板厚、グレード、製造方法に応じて補正することにより、鋼板の表面の残留応力から換算又は補正した板厚方向の平均値の値をより正確に求めることが可能となる。さらに、鋼板の幅方向における測定位置に応じて残留応力値を補正することにより、測定データが少ない場合であっても、より正確に板厚方向における残留応力の平均値を求めることが可能となる。さらに、鋼板（製品）から切断した試験片の大きさに応じて、残留応力の値を補正することにより、小さな試験片からでもより正確に板厚方向における残留応力の平均値を求めることが可能となる。あるいは、試験片を一定以上の大きさ（例えば長さ８ｍ以上）とすることにより、試験片の大きさや測定位置による残留応力値の変化をなくすことが可能となり、補正が不要となる。
【００７８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の鋼板、鋼板製造方法及び鋼板製造装置に関する第２の実施形態ついて説明する。第２の実施形態は、基本的に上記第１の実施形態の場合と同様であり、応力パラメータηの代わりに、残留応力値が一定の範囲内となるように制御されている。
【００７９】
残留応力値σと需要家の要求精度ｑにより決定される許容値σ_ｃ（ｑ）との間に、残留応力の最大値をσ^ｍａｘ、残留応力の最小値をσ^ｍｉｎ、許容値の上限をσ_ｃ ^ｍａｘ、許容値の下限をσ_ｃ ^ｍｉｎ、残留応力値の板内偏差の許容値をσ_ｃ ^ｄｅｖとして、σ_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）≦σ_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）及びσ^ｍａｘ−σ^ｍｉｎ≦σ_ｃ ^ｄｅｖ（ｑ）の少なくともいずれかの関係が成り立つ。
【００８０】
図１における変形予測コンピュータ１８は、残留応力の最大値、最小値、平均値、総和、偏差、絶対値又は分布が一定の範囲内となるように制御する。その他、特に記載しない部分は上記第１の実施形態の場合と同様である。
【００８１】
上記残留応力パラメータηと同様に、残留応力値自体も切断加工時の変形に影響を及ぼす。鋼板の残留応力値と切断加工時の変形の関係を弾性解析により求めた結果を図１４に示す。図１４において、横軸は鋼板の長手方向残留応力値の絶対値（単位：ＭＰａ）を表し、縦軸は所定長さの鋼板を切断した後の変形量の絶対値（単位：ｍｍ／ｍｍ、すなわち無次元）を表す。
【００８２】
ここでの残留応力値は、１００ｍｍ×１００ｍｍの略正方形の領域での長手方向残留応力の平均値である。切断条件として、鋼板切断時の変形の絶対値が最大となる条件を想定して解析した。残留応力値の絶対値が大きくなると、鋼板を切断した時の変形の絶対値も大きくなるので、変形量が目標値となるように残留応力値を制御する必要がある。
【００８３】
一般的には、残留応力値の絶対値が３９．２ＭＰａ以下程度であればよい。図１４から明らかなように、特に、切断後の変形の絶対値が長さ１０，０００ｍｍ当たり１．５ｍｍ以下とする場合、残留応力値の絶対値は３０．８ＭＰａ以下が好ましい。
【００８４】
また、様々なサイズ及び残留応力分布の鋼板に対して、任意の１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形領域の残留応力偏差（最大値−最小値）と切断後の変形量の関係を図１５に示す。板厚方向の平均値を考えた場合、板面内の残留応力値の偏差は６１ＭＰａ以下に規制することが好ましい。
【００８５】
また、第１の実施形態と同様に、残留応力値の絶対値、最大値、最小値、平均値、偏差等についても、鋼板の板厚、グレード、切断方法等に応じた補正を加えることが好ましい。切断方法に応じた残留応力値の補正値を図１６に示す。図１６において、横軸は切断方法を表し、縦軸は残留応力値の補正値（単位：ＭＰａ）を表す。具体的には、残留応力値から、切断方法に応じて図１２から求めた補正値を減算して補正する。この補正値も、例えば図１３に示す形状に鋼板を切断する場合の値であり、切断形状に応じて数水準用意しておくことが好ましい。
【００８６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の鋼板、鋼板製造方法及び鋼板製造装置に関する第３の実施形態ついて説明する。第３の実施形態は、基本的に上記第２の実施形態の場合と同様であり、残留応力の絶対値の代わりに、残留歪みの絶対値が一定の範囲内となるように制御されている。図１における変形予測コンピュータ１８は、残留歪みの最大値、最小値、平均値、総和、偏差、絶対値又は分布が一定の範囲内となるように制御する。その他、特に記載しない部分は上記第１、２の実施形態の場合と同様である。
【００８７】
残留歪みεと需要家の要求精度ｑにより決定される許容値ε_ｃ（ｑ）との間には、残留歪みの最大値をε^ｍａｘ、残留歪みの最小値をε^ｍｉｎ、許容値の上限をε_ｃ ^ｍａｘ、許容値の下限をε_ｃ ^ｍｉｎ、残留歪みの板内偏差の許容値をε_ｃ ^ｄｅｖとして、
ε_ｃ ^ｍｉｎ（ｑ）≦ε≦ε_ｃ ^ｍａｘ（ｑ）及びε^ｍａｘ−ε^ｍｉｎ≦ε_ｃ ^ｄｅｖ（ｑ）の少なくともいずれかの関係が成り立つ。
【００８８】
上記歪みパラメータγと同様に、残留歪み自体も切断加工時の変形に影響を及ぼす。鋼板の残留歪みと切断加工時の変形の関係を弾性解析により求めた結果を図１７に示す。図１７において、横軸は鋼板の長手方向の残留歪みの絶対値（単位無次元）を表し、縦軸は鋼板切断後の変形量の絶対値（単位：ｍｍ／ｍｍ、すなわち無次元）を表す。ここでの残留歪み値は、１００ｍｍ×１００ｍｍの略正方形の領域での長手方向残留歪み値の平均値である。切断条件として、切断時の変形の絶対値が最大となる条件を想定して解析した。残留歪み値の絶対値が大きくなると切断時の変形の絶対値も大きくなるので、変形量が目標値となるように残留歪み値を制御する必要がある。
【００８９】
一般的には、残留歪み値の絶対値が２．０×１０^−４以下程度であればよい。図１７から明らかなように、特に、切断後の変形の絶対値が長さ１０，０００ｍｍ当たり１．５ｍｍ以下とする場合、残留歪み値の絶対値は１．５×１０^−４以下が好ましい。
【００９０】
また、様々なサイズ及び残留歪み分布の鋼板に対して、任意の１００ｍｍ×１００ｍｍの略正方形領域の残留歪み偏差（最大値−最小値）と切断後の変形量の関係を図１８に示す。板面内の残留歪み偏差は３．０×１０^−４以下に規制することが好ましい。
【００９１】
また、残留歪み値の絶対値、最大値、最小値、平均値、偏差等についても、鋼板の板厚、グレード、切断方法等に応じた補正を加えることが好ましい。切断方法に応じた残留歪み値の補正値を図１９に示す。図１９において、横軸は切断方法を表し、縦軸は残留歪み値の補正値（単位無次元）を表す。具体的には、残留歪みの値から、切断方法に応じて図１９から求めた補正値を減算して補正する。なお、この補正値は、例えば図１３に示す形状に鋼板を切断する場合の値であるが、補正値は切断形状により異なるので、切断形状に応じて数水準用意しておくことが好ましい。
【００９２】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、需要家ごとに切断方法や切断手段を考慮した変形予測値の演算を行うように設定したが、これに限定されるものではなく、データ転送量低減及び処理速度向上の観点から、切断条件及び切断方法を最も厳しい条件に固定してもよい。ここで、最も厳しい切断条件とは、切断時のスリットの形状が想定されるもののうち最大のものをいう。また、最も厳しい切断方法は、鋼板の収縮に対しては切断入熱による影響が大きいガス切断の場合をいい、伸長する鋼板に対しては切断入熱による影響がない切断方法を想定して設定すればよい。さらに、変形の許容値を最も厳しい条件に固定しても良い。
【００９３】
また、残留応力パラメータηを制御する方法として、上記実施形態では、鋼板を切断した後、矯正装置（ローラレベラ）１０により残留応力を直接制御する機械的方法、及び必要に応じて熱処理炉９により熱処理により残留応力を直接制御する熱的方法を用いたが、これに限定されるものではなく、加熱、圧延、加速冷却等の工程を厳密に管理する間接的方法によっても残留応力パラメータηを制御することが可能である。
【００９４】
更に、上記各実施形態では、鋼板の幅方向の複数の位置で、鋼板の長手方向の残留応力や残留歪み等を測定したが、これに限定されるものではなく、鋼板の長手方向の複数の位置での鋼板の幅方向の残留応力や残留歪み等を測定しても同様の効果が得られる。すなわち、鋼板の長手方向と幅方向とを置き換えたと考えればよい。さらに、鋼板の厚さ方向残留応力や厚さ方向残留歪み等を測定又は解析してもよい。
【００９５】
（実験例１）
次に、上記鋼板製造方法により製造した鋼板と、従来の方法により製造した鋼板を実際に切断し、その変形量を比較する実験を行った。実験材の詳細を表３に示す。
【００９６】
【表３】

【００９７】
元の圧延サイズは１６^ｔ×２６００^Ｗ×２２，０００^Ｌ（単位：ｍｍ）であり、そこから１６^ｔ×２５００^Ｗ×１０，０００^Ｌ（単位：ｍｍ）の製品を切断した。加熱炉１による加熱温度は１２００℃であり、圧延完了時の温度は７８０℃であった。圧延後の形状はフラットであった。
【００９８】
加速冷却装置５による加速冷却条件は、冷却前温度７６０℃、冷却後温度５５０℃、冷却速度７℃／秒であった。さらに、熱間矯正装置６による矯正条件は、圧下設定量が入側１２．０ｍｍ、出側１５．０ｍｍであった。また、矯正温度は５４０℃であった。熱間矯正後の平坦度もフラットであった。平坦度判定方法は、ローラテーブル上と角棒上でのストレッチャーによる平坦度測定を行った。
【００９９】
切断した形状を図２０に示す。切断方法は、図１３に示すようなレーザを用いた一筆書きによるスリット切断である。また、変形量の測定は、切断の前後における基準点の変位量を測定した。
【０１００】
従来例による鋼板は、冷却及び製品切断後のローラテーブル上の形状は平坦であった。一方、本発明による鋼板は、上記実施形態による応力パラメータηは０．３５であり、矯正コードは３であった。
【０１０１】
矯正装置（ローラレベラ）１０の詳細は、最大矯正荷重５０００トン、矯正ロール径３６０ｍｍ×胴長４８００ｍｍ、矯正ロールの本数は上下各４本及び下の一本は矯正ロールル径３００ｍｍ×胴長４８００ｍｍであった。矯正条件は、インターメッシュ量が１パス目９．０ｍｍ、２パス目７．０ｍｍ、３パス目５．０ｍｍであり、矯正速度は２０ｒｐｍであった。また、矯正後のテーブルローラ上の形状は平坦であった。
【０１０２】
切断実験の結果を図２１に示す。図２１において、横軸は鋼板の長手方向における先端からの距離（単位ｍｍ）を表し、縦軸は鋼板の長手方向における各測定点での変形量（単位ｍｍ／ｍｍ、すなわち無次元）を表す。図２１から明らかなように、本発明による鋼板は、切断後にほとんど変形が発生しなかったのに対し、従来の鋼板は大きな変形が発生した。
【０１０３】
本発明の鋼板では、上記各実施形態を満足する他、フェライト粒径のバラツキが（測定領域における平均値±１．５μｍ）の範囲内にあることも重要である。こうした要件を満足することによって、特に降伏応力のバラツキが低減された鋼板となる。これによって、（ａ）降伏応力が（測定領域における平均値±２０ＭＰａ）の範囲内や、（ｂ）残留応力が（測定領域における平均値±１０ＭＰａ）の範囲内にあるような特性を発揮する鋼板の実現も可能である。また、こうした降伏応力の均一化を達成することによって、後記図２４に示す曲げ加工において、長手方向の収縮量［図２４（ｂ）］を０．５ｍｍ以下、曲げ加工量のバラツキ［図２４（ｃ）］を±２ｍｍ以内に低減することができる。又、後記図２７に示す線状加熱による熱曲げ精度において曲げ加工量［図２７（ｂ）］のバラツキを±２ｍｍ以内に低減することができる。
【０１０４】
次に、本発明方法における各要件の作用について説明する。本発明の製造方法においては、スラブ加熱温度の温度差（偏差）を５０℃以下にして加熱した後圧延する必要がある。一般的に鋼材を加熱・圧延すると、鋼材内部では、鋼材の化学成分や加熱条件に応じてオーステナイトの粒成長が起こってオーステナイト粒径が決定され、更に圧延されることによりオーステナイトの再結晶が生じてオーステナイト粒径が微細化される。圧延後においては、鋼材の温度低下に伴ってオーステナイトが変態し、フェライトと呼ばれる組織が生成される。このとき生成するフェライト粒径は変態する前のオーステナイト粒径により大きさがほぼ決定される（オーステナイト粒径が大きいとフェライト粒も大きくなる）。
【０１０５】
スラブ加熱温度（スラブ内温度）は、オーステナイト粒径に影響を及ぼすものであり、本発明者らが種々の検討を行った結果、所定条件下で圧延を行う場合、スラブ内温度偏差を５０℃以下に制御することによって、変態する前のオーステナイト粒径のバラツキを所定範囲内に収めることができるとの知見が得られた。これに対して、スラブ内温度偏差が５０℃を超えると、オーステナイト粒径のバラツキが大きくなり、変態後のフェライト粒径のバラツキは小さくならなかった。
【０１０６】
上記の条件で加熱・圧延された圧延材は、引き続き定常部温度よりも３０℃以上低い領域が切断除去される。こうした工程を経ることによって、圧延でのオーステナイト再結晶が同じように生じた領域が採取されることになる。尚、「定常部」とは、圧延で不可避的に生じる圧延材の先後端と両サイドの温度低下した部分を除く領域を意味しており、定常部温度よりも３０℃未満の領域では、圧延によるオーステナイトの再結晶の生じ方がほぼ同一なので、フェライトの均一性にそれほど影響を及ぼすことはない。
【０１０７】
上記のようにして、部分的に切断除去された鋼材は、塑性率：８０％以上、幅方向全面の塑性率バラツキを２％以内にして冷間矯正する必要がある。この冷間矯正工程では、フェライト粒内を加工硬化させるという作用によって、フェライト粒の強度のバラツキを低減させ、降伏応力のバラツキを低減させるという効果も発揮される。
【０１０８】
また、この製造方法においては、必要によって、圧延後に平均冷却速度：３℃／秒以下で加速冷却することも有用であり、これによって加速冷却で生じる圧延材の板面内におけるフェライト変態の生じ方をほぼ同一なものとすることができ、フェライト粒径の均一性が確保できるという効果が発揮される。
【０１０９】
（実験例２）
前記表３に示した鋼材を用いると共に、基本的に前記図１〜３に示した手順に従い、下記表４に示すスラブ加熱温度（加熱炉抽出時スラブ温度）、圧延仕上げ温度、加熱冷却速度で圧延を完了すると共に、各種条件で製品切断、冷間矯正を行い製品鋼板を得た。尚、表４中、「スラブ加熱温度」のＴｓｌａｂ，ＭＡＸとは、スラブ長手方向端部から１００ｍｍの位置での温度（最高温度）を意味し、Ｔｓｌａｂ，ＭＩＮとはスラブ長手方向のスキッド（載置台）の位置での温度（最低温度）を意味し、ΔＴｓｌａｂとはこれらの温度差（Ｔｓｌａｂ，ＭＡＸ−Ｔｓｌａｂ，ＭＩＮ）を意味する。
また、「製品切断」における切断箇所１、２は、鋼板の定常部よりも３０℃以上低くなった切断位置であり、このうち切断箇所１の「ＴＯＰ」とはスラブ長手方向先端部及び後端部であり、切断箇所２「幅端部」とはスラブ幅方向の両端部を意味する。更に、冷間矯正の位置１〜３はスラブ幅方向の３箇所の意味である（後記図２２参照）。
【０１１０】
得られた各鋼板（圧延材）において（Ｎｏ．１〜２０）、各測定位置１〜９における残留応力、降伏応力ＹＰおよびフェライト粒径を夫々表５〜７に示す。また、各鋼板における残留応力パラメータη［前記（１）式］、残留応力の絶対値（残留応力値）、残留応力の偏差を下記表８に示す。
【０１１１】
残留応力、降伏応力ＹＰおよびフェライト粒径を測定した各測定位置１〜９を、図２２［図中、Ｌ／２は圧延材長手方向（圧延方向）１／２の位置、Ｗ／２は圧延材幅方向１／２の位置を意味する］に示す。残留応力パラメータη［前記（１）式］、残留応力の絶対値、残留応力の偏差、残留歪の絶対値および残留歪の偏差を測定した位置（測定位置）を図２３［図中、１／４Ｌ、１／２Ｌおよび３／４Ｌは、圧延材長手方向（圧延方向）１／４、１／２および３／４の位置を夫々意味する］に示す。表５，６中、「長手方向Δ−」は、図２２に示した測定位置での各特性の長手方向の差（最大値−最小値）であり、「幅方向Δ−」は各特性の幅方向の差（最大値−最小値）である。また、表８中、残留応力の偏差および残留歪の偏差は、図２３に示した測定位置での各特性の絶対値の最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）の差である。
【０１１２】
【表４】

【０１１３】
【表５】

【０１１４】
【表６】

【０１１５】
【表７】

【０１１６】
【表８】

【０１１７】
これらの結果から明らかなように、本発明の要件を満足する実施例のもの（Ｎｏ．１〜１０）では、降伏応力及び残留応力のバラツキが極力低減されていることが分かる。これに対して、本発明で規定する要件のいずれかを欠く比較例では、特性の均一化が達成されていない。
【０１１８】
（実験例３）
前記表４〜７に示したＮｏ．１〜２０の鋼材を用い、曲げ加工性について調査した。まずＮｏ．１〜５、１１〜１５のものについて、図２４（ａ）に示すように鋼板を上下３つからなるロール間に挟んで機械曲げ加工を行い、曲げ加工後の長手方向の収縮量（Ｌ２−Ｌ１）［図２４（ｂ）］を測定すると共に、曲げ加工後の幅方向の曲げ加工量δ１，δ２，δ３［図２４（ｃ）］のバラツキ［ｍａｘ（δ１，δ２，δ３）−ｍｉｎ（δ１，δ２，δ３）］について測定した。機械曲げにおける長手方向の収縮量の測定結果を図２５に、幅方向の曲げ加工量のバラツキを図２６に夫々示す。
【０１１９】
次に、Ｎｏ．６〜１０、１６〜２０のものについて、図２７（ａ）に示すように鋼板に対して線状加熱曲げを行い、曲げ加工後の幅方向の曲げ加工量δ１，δ２，δ３［図２７（ｂ）］のバラツキ［ｍａｘ（δ１，δ２，δ３）−ｍｉｎ（δ１，δ２，δ３）］について測定した。線状加熱曲げにおける幅方向の曲げ加工量のバラツキを図２８に示す。
【０１２０】
これらの結果から明らかなように、本発明の要件を満足する実施例のもの（Ｎｏ．１〜１０）では、機械曲げや熱曲げ等の加工の際に加工量のバラツキが極力低減されていることが分かる。これに対して、本発明で規定する要件のいずれかを欠く比較例では、加工量の均一化が達成されていない。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鋼板によれば、需要家における加工情報、例えば加工条件、加工方法、加工形状及び加工精度の許容値に応じて、鋼板の特性、例えば鋼板の残留歪、残留応力、変位又は変形量の最大値、最小値、平均値、総和、偏差、絶対値又は分布、又はこれらから演算されるパラメータの値が一定の許容範囲内となるように制御されているので、需要家における切断加工後の変形を予測することが可能となる。また、降伏応力のバラツキについても極力低減されているので、良好な加工性が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における鋼板製造装置の構成を示す図である。
【図２】上記鋼板製造装置における矯正条件設定プログラムを示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートの続きである。
【図４】切断後の鋼板の変形量と応力パラメータηの関係を求めた結果を示す図である。
【図５】（ａ）は切断領域の形状がＴ字型の場合、（ｂ）は切断領域の形状が矩形の場合を示す図である。
【図６】長手方向残留応力の板厚方向の平均値が零である鋼板についての、長手方向残留応力の板厚方向の分布を示す図である。
【図７】長手方向残留応力の板厚方向の平均値が零である鋼板についての、板厚と鋼板表面の長手方向残留応力の関係を示す図である。
【図８】板厚と製造方法及び鋼板のグレードに応じた表面の残留応力の補正値の関係を示す図である。
【図９】試験片の長手方向における中央位置近傍でかつ幅方向における複数の位置で測定した長手方向残留応力分布を示す図である。
【図１０】試験片長さと残留応力の補正係数の関係を示す図である。
【図１１】切断方法による変形量の違いを熱弾塑性ＦＥＭにより解析した結果を示す図である。
【図１２】切断方法に応じた応力パラメータηの補正値を示す図である。
【図１３】鋼板の切断形状の一例を示す図である。
【図１４】鋼板の残留応力値と切断加工時の変形の関係を弾性解析により求めた結果を示す図である。
【図１５】鋼板の残留応力偏差（最大値−最小値）と切断後の変形量の関係を示す図である。
【図１６】切断方法に応じた残留応力値の補正値を示す図である。
【図１７】鋼板の残留歪みと切断加工時の変形の関係を弾性解析により求めた結果を示す図である。
【図１８】鋼板の残留歪み偏差（最大値−最小値）と切断後の変形量の関係を示す図である。
【図１９】切断方法に応じた残留歪み値の補正値を示す図である。
【図２０】本発明による鋼板と従来の鋼板を比較した際における鋼板の切断形状を示す図である。
【図２１】上記切断実験の結果を示す図である。
【図２２】測定位置１〜９を説明するための図である。
【図２３】残留応力パラメータη、残留応力の絶対値、残留応力の偏差、残留歪の絶対値および残留歪の偏差を測定した位置（測定位置）を説明するための図である。
【図２４】機械曲げ加工を説明するために図である。
【図２５】機械曲げにおける長手方向の収縮量の測定結果を示すグラフである。
【図２６】機械曲げにおける幅方向の曲げ加工量のバラツキを示すグラフである。
【図２７】線状加熱曲げを説明するための図である。
【図２８】線状加熱曲げにおける幅方向の曲げ加工量のバラツキを示すグラフである。
【符号の説明】
１：加熱炉
２：第１圧延装置
３：冷却装置
４：第２圧延装置
５：加速冷却装置
６：熱間矯正装置
７：温度計
８：鋼板
９：熱処理炉
１０：矯正装置（ローラレベラ）
１１：パルス発生装置（ＰＬＧ）
１２：ディジタルダイレクトコントローラ（ＤＤＣ）
１３：プロセスコンピュータ
１４：ラインコンピュータ
１５：サーバコンピュータ
１６：キャンバ予測コンピュータ
１７：座屈予測コンピュータ
１８：変形予測コンピュータ
１９：ホストコンピュータ

Claims (9)

1. 圧延されたままの又は加速冷却された鋼板であって、該鋼板から少なくとも１つの部位を切断したときに、下記（１）式で定義される残留応力パラメータηの絶対値が３．０ＭＰａ以下となるように矯正されていると共に、鋼板のフェライト粒径のバラツキが（測定領域における平均値±１．５μｍ）の範囲内にあることを特徴とする降伏応力及び残留応力のバラツキの小さい鋼板。
   

   

   但し、鋼板全体の面積をＳ（ｍｍ^２）、微少領域の面積をｓ（ｍｍ^２）、微少領域での鋼板の長手方向残留応力値又は幅方向残留応力値をσ（ＭＰａ）、補正総切断領域をΩ（ｍｍ^２）とする。
2. 圧延されたままの又は加速冷却された鋼板であって、鋼板表面の１００ｍｍ×１００ｍｍの略正方形領域での鋼板の長手方向残留応力又は幅方向残留応力の平均値として定義される残留応力の絶対値が３０．８ＭＰａ以下であると共に、前記略正方形領域での鋼板の長手方向残留応力又は幅方向残留応力の偏差が６１ＭＰａ以下となるように矯正されており、且つ鋼板のフェライト粒径のバラツキが（測定領域における平均値±１．５μｍ）の範囲内にあることを特徴とする降伏応力及び残留応力のバラツキの小さい鋼板。
3. 圧延されたままの又は加速冷却された鋼板であって、鋼板表面の１００ｍｍ×１００ｍｍの略正方形領域での鋼板の長手方向残留歪み又は幅方向残留歪みの平均値として定義される残留歪みの絶対値が１．５×１０^−４以下であると共に、前記略正方形領域での鋼板の長手方向残留歪み又は幅方向残留歪みの偏差が３．０×１０^−４以下となるように矯正されており、且つ鋼板のフェライト粒径のバラツキが（測定領域における平均値±１．５μｍ）の範囲内にあることを特徴とする降伏応力及び残留応力のバラツキの小さい鋼板。
4. 前記矯正はローラレベラによるものである請求項１〜３のいずれかに記載の鋼板。
5. 前記ローラレベラによる矯正を冷間で行うものである請求項４に記載の鋼板。
6. 降伏応力が（測定領域における平均値±２０ＭＰａ）の範囲内にある請求項１〜５のいずれかに記載の鋼板。
7. 残留応力が（測定領域における平均値±１０ＭＰａ）の範囲内にある請求項１〜６のいずれかに記載の鋼板。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の鋼板を製造するに当たり、スラブ加熱温度の温度差を５０℃以下にして加熱した後圧延し、引き続き圧延材における定常部温度よりも３０℃以上低い領域を切断除去し、更に塑性率：８０％以上、幅方向全面の塑性率バラツキを２％以内にして冷間矯正することを特徴とする降伏応力及び残留応力のバラツキの小さい鋼板の製造方法。
9. 圧延後に平均冷却速度：３℃／秒以下で加速冷却する請求項８に記載の製造方法。

Images