JP6536646B2 - 冷延鋼板の製造方法および冷延鋼板製造設備 - Google Patents

Description

本発明は、冷延鋼板の製造方法および冷延鋼板製造設備に関する。

一般に、冷延鋼板は、冷間圧延後に連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）や連続めっきライン（ＣＧＬ）において焼鈍や表面処理が施された後、あるいはさらにリコイリングライン（ＲＣ）を通過した後、コイル状に巻き取られて出荷される。なお、コイル状に巻き取られた鋼板を、以下では単にコイルとも記す。

例えば、板厚が０．４〜２．０ｍｍ程度である鋼板を、内径φを５０８ｍｍ（２０ｉｎｃｈ）程度にして巻き取る場合、鋼板には巻き癖のために長手方向反り（以下、Ｌ反りとも記す。）が不可避的に付与される。そのＬ反りの大きさは、巻き取り径の影響を受け、巻き取り径が小さいと（コイル内巻側では）大きく、巻き取り径が大きいと（コイル外巻側では）小さい。

出荷されたコイルは、プレス加工や曲げ加工に供される前にシャーラインでシート状にせん断されるが、払い出した冷延鋼板には上記の通り長手方向に変化するＬ反りが残存しているため、そのままではプレスや曲げの精度に影響するので、払い出し後にレベラーにてＬ反りが矯正される。

一方、ＣＡＬ、ＣＧＬには調質圧延機入出側にアンチクロスブレーキロール（ＡＣＢ）、アンチコルゲートロール（ＡＣＧ）などと呼ばれる補助ロール、さらには通板張力および鋼板形状を測定するテンションメータロール（ＴＭＲ）など、種々のロールが配置されている。また、これらのラインやＲＣには、ローラレベラーやテンションレベラーも配置されている。調質圧延条件によってもＬ反りは変化し、さらに、一般には薄板鋼板は上記のように０．４〜２．０ｍｍ程度の板厚であることから、これらの各種ロールやレベラーを通過するだけでも巻き取り前の状態でＬ反りが付与された状態になっていることがある。

このようなＬ反りの発生を制御する技術として、特許文献１には、板厚０．５ｍｍのバッチ式調質圧延機において、入出側に補助ロールをそれぞれ１本配置することで、Ｌ反りを変化させる方法が示されている。

特開平７−１１６７０１号公報

近年、鋼板の高強度化に伴い、シャーラインにおけるコイル払い出し後のレベラーではＬ反りを矯正しきれない鋼板が増えてきている。そのため、出荷コイルの段階でＬ反りを矯正し、払い出し時のＬ反りを長手方向で極力一定としておくことが必要になっている。すなわち、払い出し後の冷延鋼板のＬ反り（長手方向反り）の長手方向の各位置でのばらつきを抑制する技術の確立が希求されていた。本発明でいう「ばらつき」とは、巻き癖による全長にわたる傾向的なものと、巻き取り前のＬ反り変動とが含まれる。

特に、鋼板巻き取り後の最内径部は、巻き取り径が必然的に小さく非常に大きなＬ反りが残存しやすい。これを低減するために、全長にわたり一定のコイルの巻き方向とは逆の反りを予め与えてしまうと、巻き取り後の外径部にこの反りが残存して全長にわたる反り方向が逆転する場合がある。このような場合には、後工程におけるレベラーにおいて反りを安定的に矯正することが難しくなる。従って、コイル全長にわたって払い出し時のＬ反りがほぼ一定の値になっており、加えてその値がほぼゼロであると、よりプレスや曲げでの精度が向上する。

また、比較的強度が低い一般冷延材などでは、コイル全長にわたって払い出し時のＬ反りがほぼ一定になっており、加えてその値がほぼゼロであると、良いプレスや曲げの寸法精度が得られるため、加工の難しい用途に用いる場合にはＬ反りを十分制御がする必要がある。

近年では、軽量化のため高強度鋼板が盛んに用いられるが、熱処理プロセスの影響により、巻き取り前の全長にわたるＬ反りの変動が大きい。また、その高い強度ゆえ塑性ひずみが入り難く、レベラーにより一般材のように平坦な板を得ることが難しい。高強度材の場合には、スプリングバックも大きく高精度のプレスを行うことが難しい場合もあるので、特にコイル全長にわたる反りの変動を低位に安定させることが求められる場合も多い。

この課題に対し、特許文献１に記載の方法は、バッチ式の調質圧延機にのみ適用可能であり、ＣＡＬ、ＣＧＬ、ＲＣなど、複数の補助ロールやレベラーを有するラインに適用することができない。さらに、コイルに対して、具体的にどのようにしてＬ反りを制御するかは明確になっておらず、Ｌ反りを制御する方法の技術としてはまだ十分とは言えなかった。

本発明は、かかる不都合を解消するためになされたものであり、出荷され、払い出された状態の冷延鋼板のＬ反りの長手方向の各位置でのばらつき、変動を抑制することが可能な冷延鋼板の製造方法および冷延鋼板製造設備を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、冷延鋼板（主には冷延薄鋼板）の製造方法であって、巻き癖の影響を受けず、出荷後にコイルを払い出した際に矯正しなくてもＬ反りの長手方向の変動を抑制可能なコイル状製品を製造する技術を確立した。

本発明の要旨は、以下の通りである。
［１］冷延鋼板をコイル状に巻き取る前の状態で、前記冷延鋼板の長手方向の位置に応じて予め決定された所定の大きさの長手方向反りを前記冷延鋼板に付与する巻き取り前反り付与工程を含み、前記巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反りの大きさは、前記冷延鋼板の板厚、巻き取り時の巻き径および鋼強度に基づいて決定されることを特徴とする、冷延鋼板の製造方法。
［２］前記巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反りの大きさは、式（５）で求められることを特徴とする、前記［１］に記載の冷延鋼板の製造方法。

ここで、ρ_０：初期曲率（１／ｍｍ）、
ρ_Ｐ：目標曲率（１／ｍｍ）、
ρ_Ｃ：加工曲率（１／ｍｍ）、
ρ_Ｅ：限界曲率（１／ｍｍ）、
ａ_２、ｋ_１、ｋ_２：パラメータ、を示す。
［３］前記巻き取り前反り付与工程で付与する前記長手方向反りは、巻き取り時の前記冷延鋼板の巻き癖と反対方向の反りおよび／または同一方向の反りであることを特徴とする、前記［１］または［２］に記載の冷延鋼板の製造方法。
［４］前記巻き取り前反り付与工程で付与する前記長手方向反りは、巻き取り時の前記冷延鋼板の内巻き部で反りを付与するときは巻き癖と反対方向とし、巻き取り時の前記冷延鋼板の外巻き部で反りを付与するときは巻き癖と同一方向とすることを特徴とする、前記［３］に記載の冷延鋼板の製造方法。
［５］冷延鋼板をコイル状に巻き取る前の状態で、前記冷延鋼板の長手方向の位置に応じて予め決定された所定の大きさの長手方向反りを前記冷延鋼板に付与する巻き取り前反り付与部を備えることを特徴とする、冷延鋼板製造設備。
［６］前記巻き取り前反り付与部は、巻き取り時の前記冷延鋼板の巻き癖と反対方向および／または同一方向の反りを付与するロールを備えることを特徴とする、前記［５］に記載の冷延鋼板製造設備。

本発明において、巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反りとは、鋼板が巻き取られる方向（Ｌ方向）の各位置で、Ｌ方向に所定の曲率を有するように付与する反りのことを指し、長手方向反りの大きさとは、上記曲率の値のことを指す。
また、本発明において、巻き径とは、鋼板が長手方向（Ｌ方向）に巻き取られて形成される渦巻き形状中の一部の略円を円と仮定した場合の直径のことを指す。
また、巻き癖とは、鋼板がコイル状に巻き取られる方向に反ること（例えば反りがない平坦な鋼板をコイル状に巻き取った後、そのコイルを払い出すと付いている巻き取ったことにより付与された反りのこと）を指す。
また、鋼強度とは、主に鋼板の降伏強度ＹＳのことを指す。

本発明によれば、コイルから払い出した状態の冷延鋼板のＬ反りの長手方向の各位置でのばらつきを抑制することが可能な冷延鋼板を製造することができる。

本発明の冷延鋼板製造設備（調質圧延機出側）の設備配列の一例を示す概略図である。 本発明の冷延鋼板製造設備（調質圧延機出側）の設備配列の他の一例を示す概略図である。 コイル長手方向のＬ反り変化を模式的に示したグラフである。 コイルを所定の長さにカットし、平板上においた状態でＬ方向端部が浮き上がる状態を説明するための模式図である。 図４中の破線で示した短冊状のサンプルを切り出し、平板上に横向きに立てて静置した状態を説明するための模式図である。 置き反り量ｚと横置き反りの曲率（残留曲率）ρ_Ｒの関係を説明するためのグラフである。 加工曲率ρ_Ｃと残留曲率ρ_Ｒの関係を説明するためのグラフである。 実施例１におけるコイル長手方向の置き反り量の変化を示したグラフである。 実施例１における置き反り量と横置き反りの曲率半径との関係を示したグラフである。 実施例１におけるコイルへの巻き付けと残留する横置き反りの関係を示したグラフである。 実施例１におけるコイルの長手方向位置と適正な初期反り量を示すグラフである。 実施例１におけるコイルの長手方向位置と適正な反り変更ロールの高さを示すグラフである。 実施例１と比較例１のそれぞれにおけるコイルの長手方向位置と板反り量の関係、および実施例１と比較例１の改善代を示すグラフである。 実施例２と比較例２のそれぞれにおけるコイルの長手方向位置と適正な初期反り量を示すグラフである。 実施例２と比較例２のそれぞれにおけるコイルの長手方向位置と適正な反り変更ロールの高さを示すグラフである。 実施例２と比較例２のそれぞれにおけるコイルの長手方向位置と板反り量の関係、および実施例２と比較例２の改善代を示すグラフである。 実施例３と比較例３のそれぞれにおけるコイルの長手方向位置と適正な初期反り量を示すグラフである。 実施例３と比較例３のそれぞれにおけるコイルの長手方向位置と適正な反り変更ロールの高さを示すグラフである。 実施例３と比較例３のそれぞれにおけるコイルの長手方向位置と板反り量の関係、および実施例３と比較例３の改善代を示すグラフである。 実施例４と比較例４のそれぞれにおけるコイルの長手方向位置と適正な初期反り量を示すグラフである。 実施例４と比較例４のそれぞれにおけるコイルの長手方向位置と適正な反り変更ロールの高さを示すグラフである。 実施例４と比較例４のそれぞれにおけるコイルの長手方向位置と板反り量の関係、および実施例４と比較例４の改善代を示すグラフである。

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本
発明が限定されるものではない。

具体的には、本発明は、一般材においては、コイル全長にわたる傾向的なＬ反りを抑制することを狙いとする。高強度材においては、少なくとも巻き取り時の内径側、もしくは巻き取り時の外径側の反りを変更することによりコイル全長にわたる反りの変動幅を抑制することを狙いとする。また、高強度材においては、望ましくは反りの方向を全長にわたり同じにできること、さらには全長にわたる反りを一定の範囲で安定するように抑制できることを狙いとする。

＜冷延鋼板製造設備＞
図１は、本発明の冷延鋼板製造設備（調質圧延機出側）の設備配列の一例を示す概略図である。本発明の冷延鋼板製造設備１は、冷延鋼板Ｓ１をコイルに巻き取る前の状態で、冷延鋼板の長手方向（図１中Ｘ軸方向）の位置に応じて予め決定された所定の大きさ（反り量（曲率））のＺ軸方向の長手方向反りを付与する巻き取り前反り付与部５を有する。

巻き取り前反り付与部５は、その構成としては特に限定されないが、例えば、図１に示すように、ロール位置の高さ（Ｚ軸正負方向）を変更して、矢印ｆの方向に搬送されてきた冷延鋼板Ｓ１に反りを付与する反り変更ロール５１と、鋼板Ｓ１の板厚、長手方向位置等の鋼板情報を取得する鋼板情報取得部５２と、この鋼板情報や鋼種情報等を記憶する記憶部（データベース）５３と、鋼種、板厚、および巻き取り時の鋼板Ｓ２の巻き径に応じて鋼板Ｓ１の反り量（曲率）を決定する反り量設定部５４と、この反り量に関する情報を反り変更ロール５１に出力する出力部５５と、を有する。また、記憶部５３は、以下で詳細を説明する各調整値と上記の反り量（曲率）も記憶することができる。

なお、巻き取り前反り付与部５は、図１に示すように、一方向の反り（すなわち、コイルの巻き方向（巻き癖）と反対方向の反りまたは同一方向の反り）を付与する構成であってもよいが、図２に示すように、両方向の反り（すなわち、コイルの巻き方向（巻き癖）と反対方法の反りおよび同一方向の反り）を付与する２つのロールを併用する構成としてもよい。

両方向の反りを付与する場合、例えば、図２に示すように、ロール位置の高さ（Ｚ軸正負方向）を変更して、矢印ｆの方向に搬送されてきた冷延鋼板Ｓ１に反りを付与する第１の反り変更ロール５１および第２の反り変更ロール５６と、鋼板情報取得部５２と、記憶部（データベース）５３と、反り量設定部５４と、出力部５５と、を有する構成とする。

反り量設定部５４により決定された反り量に関する情報は、出力部５５により、第１の反り変更ロール５１および第２の反り変更ロール５６にそれぞれ出力される。ここでは、第１の反り変更ロール５１は、コイルの巻き方向と反対方向の反りを付与するように制御され、第２の反り変更ロール５６は、コイルの巻き方向と同一方向の反りを付与するように制御される。第１および第２の反り変更ロール５１、５６の配置順序は特に限定されないが、例えば第１の反り変更ロール５１の出側に第２の反り変更ロール５６を配置する。なお、鋼板情報取得部５２と、記憶部５３と、反り量設定部５４は、上記と同様のため、説明は省略する。また、第１の反り変更ロール５１は、図１に示した反り変更ロール５１と同じであり、図２に示す冷延鋼板製造設備においては第１の反り変更ロールと称する。図２に示す巻き取り前反り付与部５を用いることにより、外巻き部にも巻き癖と同じ方向の反りを付与することもできるようになるため、さらに精度良く、払い出し後のＬ反りの長手方向の各位置での変動（ばらつき）を抑制できる。特に、鋼強度が高い鋼板の場合、完全に巻き癖の影響を除去するのは現実的ではなく、外巻き部も含めてある巻き癖量で安定させるために有効である。

また、冷延鋼板製造設備１は、調質圧延機２、アンチクロスブレーキロール（ＡＣＢ）３、テンションメータロール（ＴＭＲ）４等を有していてもよい。また、図中省略するが、図示されたロール以降も種々の通板ロールを通過して最終的にコイラーで巻き取られる構成も採用できる。

なお、ここでは本発明の冷延鋼板製造設備として、調質圧延機出側の設備配列について説明したが、例えば、リコイリングラインや、スリッターライン等にも適用することもできる。

冷延鋼板Ｓ１の鋼種、板厚等は特に限定されず、従来公知の冷間圧延方法により得られる鋼板を用いることができるが、本発明の冷延鋼板製造設備１では、ＪＩＳ Ｚ２２４１に基づく引張強度（ＴＳ）が３４０ＭＰａ以上である冷延鋼板Ｓ１を用いた際に、従来公知の冷延鋼板製造設備に比べ、（下工程であるシャーラインにおいて）Ｌ反りの長手方向の各位置でのばらつき抑制の効果を得られることがより明確になる。すなわち、本発明では、冷延鋼板Ｓ１としては、引張強度（ＴＳ）が３４０ＭＰａ以上である鋼板を用いることが好ましく、より好ましくは冷延鋼板Ｓ１の引張強度（ＴＳ）は５９０ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは引張強度（ＴＳ）は９８０ＭＰａ以上である。

＜冷延鋼板の製造方法＞
次に、本発明の冷延鋼板Ｓ１の製造方法について説明する。本発明の冷延鋼板Ｓ１の製造方法では、冷延鋼板Ｓ１を符号Ｓ２のようなコイル状に巻き取る前の状態で、冷延鋼板Ｓ１の長手方向の位置に応じて予め決定された所定の大きさ（反り量（曲率））の長手方向反りを冷延鋼板Ｓ１に付与する巻き取り前反り付与工程を含む。これにより、本発明では、払い出し後の鋼板のＬ反りの長手方向の各位置での変動（ばらつき）を抑制することができる。

ここで、巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反りとは、鋼板Ｓ１が巻き取られる方向（Ｌ方向）の各位置で、Ｌ方向に所定の曲率を有するように付与する反りのことを指し、長手方向反りの大きさとは、上記曲率（あるいは、該曲率に相当する置き反り量）の値のことを指す。

この巻き取り前反り付与工程は、冷延鋼板Ｓ１をコイル状に巻き取る前に行われる工程であり、従来公知の冷間圧延工程後に実施されてよく、例えば、図１に示すように、調質圧延後に実施されてよい。

また、本発明では、巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反りは、巻き取り時の冷延鋼板Ｓ１の巻き癖と反対方向の反りおよび／または同一方向の反りであることが好ましい。このように、巻き取り前反り付与工程で、巻き癖と反対方向の反りおよび／または同一方向の反りを冷延鋼板Ｓ１に付与することで、払い出し後のＬ反りの長手方向の各位置での変動（ばらつき）を抑制しつつ、Ｌ反りの大きさをより小さくすることができる。ここで、巻き癖とは、鋼板がコイル状に巻き取られる方向に反ること（例えば反りがない平坦な鋼板をコイル状に巻き取った後、そのコイルを払い出すと付いている巻き取ったことにより付与された反りのこと）を指す。

なお、本発明では、上記した変動（ばらつき）のみをさらに抑制するため、例えば、図２に示すように、鋼板に両方向の反りを付与するロール（第１および第２の反り変更ロール５１、５６）を併用してもよい。この場合には、巻き取り時の最内径部分（すなわち、コイルの巻き方向と反対方向の反りを付与する範囲）では第１の反り変更ロール５１を使用し、巻き取り時の外径部分（すなわち、コイルの巻き方向と同一方向の反りを付与する範囲）では第２の反り変更ロール５６を使用する。これにより、外巻き部（上記した外径部分）には巻き癖と同一方向の反りが付与され内径部（上記した最内径部分）と同じ反りとなるので、変動（ばらつき）の抑制効果を向上できる。

また、本発明では、巻き癖と反対方向に反らせる場合には、巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反りの大きさを、巻き取り時の巻き径が大きくなるに従い小さくすることが好ましい。巻き取り時の巻き径が大きい程、巻き癖による長手方向反りは小さくなる。そのため、巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反りの大きさについて、巻き取り時の巻き径が大きくなるに従い小さくし、すなわち巻き取り時の巻き径が小さくなるに従い大きくすることで、より精度良く、払い出し後のＬ反りの長手方向の各位置での変動（ばらつき）を抑制しつつ、Ｌ反りの大きさを小さくすることができる。ここで、巻き径とは、鋼板が長手方向（Ｌ方向）に巻き取られて形成される渦巻き形状中の略円を円と仮定した場合の直径のことを指す。

また、巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反りの大きさは、冷延鋼板Ｓ１の板厚、巻き径および鋼強度に基づいて決定することが好ましい。このように制御することで、さらに精度良く、払い出し後のＬ反りの長手方向の各位置での変動（ばらつき）を抑制しつつ、Ｌ反りの大きさを小さくすることができる。ここで、鋼強度とは、主に鋼板の降伏強度のことを指す。

以下、図３〜図７を参照しながら、この巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反り（曲率、以下では初期曲率ρ_０とも記す。）の大きさの設定方法の好適な一例を説明する。なお、巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反りは、巻き取り時の冷延鋼板Ｓ１の巻き癖と反対方向の反りおよび／または同一方向の反りとするが、ここでは巻き癖と反対方向の反り（逆方向の反り、逆反り）を付与する場合について説明する。

図３は、本発明の巻き取り前反り付与工程の処理を実施せずに巻き取ったコイル状の鋼板（以下、単にコイルとも記す。）を払い出した後の長手方向反り（Ｌ反り、置き反り）の大きさの変化を模式的に示したグラフである。また、図４は、コイルを所定の長さ（ここでは６００ｍｍとする。）にカットし、平板上においた状態でＬ方向端部が浮き上がる状態を説明するための模式図である。図３および以下で説明する他のグラフでは、コイルの巻きに沿った反りをプラスとする。このコイルでは巻き取られる前のＬ反りの大きさ（ｍｍ）はほぼゼロであるが、図３および図４に示すように、コイルには長手方向の各位置に巻き径に応じた反りが残留している。ここで、図３に示す置き反り量（ｍｍ）は、ほぼ水平な平板上に反りを有する鋼板を静置すると鋼板端部が浮き上がるので、これを金尺・ノギスなどで測定することができる。

重力の影響は弾性変形範囲内であり鋼板の本来有する残留反りには影響しない。この反りの大きさ（反り量ｚ（ｍｍ））に重力の影響が含まれることを避けるために、図４中破線で示した短冊状のサンプルを切り出し、図５のように平板上に横向きに立てて静置して曲がり量（横置き反り（ｍｍ））を測定した。ここで、図５に示す曲がり量（横置き反り（ｍｍ））とは、鋼板をＬ方向に所定の長さ・幅（ここでは長さ５００ｍｍ、幅３０ｍｍ）で短冊状に切り出し、横向きに静置した場合の曲がり量のことを指し、両端を結んだ線から最も凹んだ部分までの距離を金尺・ノギスなどにより測定すれば良い。そして、横置き反りではこの曲がった状態がほぼ円弧に沿うので、サンプル長さと曲がり量から曲率ρ_Ｒ（１／ｍｍ）に換算することができる。上記の置き反り量ｚと横置き反りの曲率（残留曲率：払い出したときの鋼板の長手方向の曲率（１／ｍｍ））ρ_Ｒとは、図６および以下の式（１）に示すような関係に近似することができる。

ここで、パラメータａ_１、Ｎは、鋼種、板厚によって異なり、ａ_１は３００〜６００００の範囲で予め設定され、Ｎは−１．５〜−０．３の範囲で予め設定される。

また、板厚ｔ（ｍｍ）の鋼板の巻き取り時には巻き径Ｄ（ｍｍ）から巻き取りによる曲率（加工曲率：巻き取ったときのコイルの長手方向の曲率（１／ｍｍ））ρ_Ｃを以下の式（２）に基づいて算出することができる。

そして、加工曲率ρ_Ｃ（１／ｍｍ）と横置き反りの曲率（残留曲率）ρ_Ｒ（１／ｍｍ）との間には、図７および以下の式（３）に示すような直線関係があることが分かった。この図のｘ切片はコイルの巻き付けで反りが変化しない限界の加工曲率（限界曲率）ρ_Ｅ（１／ｍｍ）を示している。

ここで、パラメータａ_２、限界曲率ρ_Ｅは、鋼種、板厚によって異なり、予め設定される。

また、式（３）の加工曲率ρ_Ｃ（１／ｍｍ）は上記の式（２）の通り、巻き径Ｄ（ｍｍ）に基づいて算出され、巻き径Ｄ（ｍｍ）は巻き取り距離Ｌ（ｍｍ）と以下の式（４）で示す関係にある。ここで、巻き径とは、鋼板（コイル）が長手方向（Ｌ方向）に巻き取られて形成される渦巻き形状中の一部の略円を円と仮定した場合の直径のことを指す。

ここで、Ｍはマンドレル外径（コイラーの巻き取り内径（直径））（ｍｍ）である。

巻き取り距離Ｌと入側反りがゼロの場合の残留曲率ρ_Ｒの関係が示されていることになる。

このような巻き癖による残留曲率ρ_Ｒ（（１）式より置き反り量ｚとしてもよい）を発生するような鋼板に対し、以下の式（５）で示すように、払い出し後の鋼板についての目標の反り（目標曲率ρ_Ｐ（１／ｍｍ））を設定し、コイル巻き取り直前の状態での逆方向の反り（初期曲率ρ_０（１／ｍｍ））を決定することができる。

式（５）中、パラメータｋ_１、ｋ_２は鋼種・板厚によって異なるため予め調整しておけばよい。また、経時変化・ばらつきなどによる誤差があるような場合も、このパラメータで調整することが出来る。反りのない状態を目標とするにはρ_Ｐ＝０とおけばよい。各曲率は式（１）により置き反り量に換算することができる。上記の通り、式（５）中のρ_Ｃは式（２）と式（４）により巻き取り距離、あるいは巻き径によって決定されるから、コイル長手方向位置によってρ_０は変化することになる。

目標の反りは必ずしもゼロとする必要は無い。例えば、最内径部の極端な巻き癖を低減させる（例えば、８０ｍｍ以上の置き反りを、８０ｍｍ未満の置き反りに低減させる）ことを目標とすることもできる。また例えば、ある目標値を定めた場合にも、該目標値に対してある範囲の変動（例えば、ある目標値±２０ｍｍの変動範囲にある置き反り）は許容することができる。

上記は、巻き取り前にＬ反りのない鋼板を製造している場合に、巻き取り後の反りを予測し一定にするための手法を示したが、巻き取り前にある反り（曲率ρ_０´）を有する鋼板（巻き取り前にＬ反りの調整は行わない）を用いる場合には、式（５）のパラメータａ_２、ｋ_１、ｋ_２を予め調整しておけばよい。

払い出し後の反りをなくすために、コイル巻き取り直前の反りをρ_０に調整する手段は種々考えられる。本発明の冷延鋼板製造設備１では、図１に示したように、反り変更ロール５１の位置の変更による調整や、図２に示したように、第１および第２の反り変更ロール５１、５６の位置の変更による調整を挙げたが、かかる例に限定されず、調質圧延機２の上下ロールの速度差、アンチクロスブレーキロール（ＡＣＢ）やアンチコルゲートロール（ＡＣＧ）等の補助ロールの位置の変更による調整でもよい。テンションレベラー、ローラレベラーが存在する場合にはそのインターメッシュによる調整でもよい。このように既設の設備の位置を変更しても良いし、新たに反り変更ロールを追加してもよく、変更可能な部分が少なくとも一つ以上あればよい。可能な範囲であれば、テンションメータロール（ＴＭＲ）により通板張力を変更してもよい。

各鋼種・板厚により、その調整位置の設定（例えば、反り変更ロールの高さ位置や補助ロールの高さ位置）とコイル入側直前のＬ反り量（あるいは曲率）の情報を取得しておけば、コイル長手方向位置毎の巻き取り前目標反り量（曲率）ρ_０になるように調整することができる。また、反り変更ロールのロール径を適宜変更することにより、コイル長手方向位置毎の巻き取り前目標反り量（曲率）ρ_０になるように調整することもできる。

なお、上記（１）、（３）、（４）、（５）の各式は、最も単純化した近似式で記述したが、これらをさらに高次の式にするなどしてさらに精度を高めることも本発明の範疇である。さらに、異なる計算方法であっても、巻き位置（半径位置）に応じて所定の大きさの長手方向反りを付与することが本発明の要諦であり、本発明の範疇である。

〔実施例１〕
以下、実施例１に基づき、本発明について説明する。図８は、本実施例１におけるコイル長手方向の置き反り量の変化を示したグラフである。図９は、本実施例１における置き反り量と横置き反りの曲率半径との関係を示したグラフである。図１０は、本実施例１におけるコイルへの巻き付けと残留する横置き反りの関係を示したグラフである。図１１は、本実施例１におけるコイルの長手位置と適正な初期反り量を示すグラフである。図１２は、本実施例１におけるコイルの長手位置と適正な反り変更ロールの高さを示すグラフである。図１３は、本実施例１と比較例１における巻き取りを行い、改めて払い出しを行って測定したコイルの長手方向位置（コイル外径位置としてプロット）と置き反り量の関係と、本実施例１と比較例１の対比結果（改善代）を示したグラフである。

幅１２００ｍｍ、厚み０．６ｍｍの低炭素冷延鋼板コイル（重量：１２トン、コイル長さ２２１８ｍ、降伏強度ＹＳ：１６０ＭＰａ（引張強度ＴＳ：２６０ＭＰａ））を連続焼鈍ラインにて製造した。連続焼鈍ライン出側セクションには調質圧延機があり、調質圧延機出側には図１のように補助ロールであるＡＣＢ３、ＴＭＲ４および反り調整用の上下に昇降が可能な反り変更ロール５１が設置されている。各出側ロール（ＡＣＢ、ＴＭＲ）のロール径は３００ｍｍである。反り変更ロールのロール径は２００ｍｍ程度である。同一厚み、同一鋼種を製造している場合、調質圧延機パスラインに対するＡＣＢ、ＴＭＲの各ロール高さは固定である。コイラーの巻き取り内径は５０８ｍｍとした。

本装置において、反り変更ロールの上端面高さをパスライン（鋼板の下面の高さ）に合わせたところ、コイラー巻き取り直前の位置から採取したサンプル（長手方向６００ｍｍ×全幅）のＬ反りはほぼゼロであった。そこで、当該コイルについて全長から所定のピッチで同様の大きさのサンプルを切り出して、Ｌ反りを測定したところ、図８のような関係になることが分かった。さらに、同一サンプルの幅中央部分から長手方向５００ｍｍ×幅方向３０ｍｍのサンプルを切り出して横置き反りを測定して、曲率に換算したところ、図９のような関係になることが分かった。図８の横軸を上記の式（２）により曲率半径に換算し、図９の縦軸との関係を求めたものが図１０である。

以上より、
ａ_１＝１０９００
Ｎ＝−０．７
ａ_２＝０．４５
ρ_Ｅ＝０．００１４（１／ｍｍ）
とパラメータが決定された。式（５）のパラメータｋ_１、ｋ_２を１とし、残留曲率ρ_Ｐがゼロとなるようにρ_０を計算した（式（１）の換算式から置き反り量に逆算した）ところ、図１１のようにコイル長さに対して目標の逆反り（上反り）量が計算された。さらに予め設定しておいた、反り変更ロールのロール高さと上反りの関係から図１２のようにコイルの長手方向に対する反り変更ロールのロール高さ位置を設定した。

図１の反り変更ロール５１のロール高さを図１２に従って変更してコイルに巻き取り、改めて払い出したところ、図１３に示すように実施例１（本発明例）の置き反り量は全長にわたって０ｍｍ±５ｍｍの範囲の変動となった。

なお、ここでは、本発明の巻き取り前反り付与工程の処理を実施せずに巻き取りを行い、改めて払い出しを行った場合を比較例１（従来例）とし、図１３に比較例１の置き反り量を示した。図１３に示すように、比較例１の場合、置き反り量は全長にわたって約４０ｍｍの変動があった。このことから、本発明（実施例１）では、巻き取り前反り付与工程の処理を実施しない場合（比較例１）と比べて、置き反りの変動が約３０ｍｍ改善できたことがわかる。
〔実施例２〕
以下、実施例２に基づき、本発明について説明する。図１４は、本実施例２および比較例２におけるコイル長手方向の置き反り量の変化を示したグラフである。図１５は、本実施例２および比較例２におけるコイルの長手位置と適正な反り変更ロールの高さ（ロール押上げ量）を示すグラフである。図１６は、本実施例２および比較例２におけるコイルの長手方向位置と板反り量の関係と、本実施例２および比較例２の対比結果（改善代）を示したグラフである。なお、ここでは、本発明の巻き取り前反り付与工程の処理を実施せずに巻き取りを行い、改めて払い出しを行った場合を比較例２とする。

幅１０００ｍｍ、厚み１．０ｍｍのＢＨ鋼板コイル（重量：１１．５トン、コイル長さ１４７５ｍ、降伏強度ＹＳ：２３０ＭＰａ（引張強度ＴＳ：３６０ＭＰａ））を上記実施例１と同様の連続焼鈍ライン、および図２に示す連続焼鈍ラインにてそれぞれ製造した。第２の反り変更ロールのロール径は２００ｍｍ程度であり、前後の押えロールのロール径は４００ｍｍである。実施例２において、反り調整をしない場合のコイル巻き取り前Ｌ反り量（横置き反り量）は上反り約９ｍｍであった。コイラーの巻き取り内径は５０８ｍｍとした。

実施例２では、上記した実施例１と同様の反り測定結果から、
ａ_１＝１１７３３
Ｎ＝−０．５５
ａ_２＝０．６
ρ_Ｅ＝０．００１８（１／ｍｍ）
とパラメータが決定された。式（５）のパラメータｋ_１、ｋ_２を
ｋ_１＝１．００
ｋ_２＝１．００
と決定し、残留曲率ρ_Ｐが下反り側で０．０００７７（１／ｍｍ）（置き反り量：５５ｍｍ）になるようにρ_０を計算（式（１）より置き反り量に逆算）したところ、図１４のように、実施例２におけるコイル長さに対して目標の反り量が計算された。図１４には、比較例２として反り量の変更をしない場合も示しているが、上記の通り置き反り量は上反り約９ｍｍで一定である。さらに予め設定しておいた、反り変更ロールのロール高さと上反りの関係から図１５のようにコイルの長手方向に対する反り変更ロールのロール高さ位置（ロール押し上げ量）を設定した。なお、比較例２ではロール高さ位置は０ｍｍである。

図１の反り変更ロール５１のロール高さを最内径部分（図１５に示すロール高さがプラスを示す領域）のみ図１５に従って変更してコイルに巻き取り、改めて払い出したところ、図１６の灰色四角プロットに示すように実施例２（本発明例）の置き反り量は最内径部分（ロール高さがプラスを示す領域）の反り量が約９０ｍｍから５５ｍｍまで低下した。すなわち、図１に示す反り変更ロールの本発明の制御を行うことにより、最内径部分のＬ反りの大きさを小さくできることがわかった。

さらに、図２の第１および第２の反り変更ロール５１、５６のロール高さを最内径部分（図１５に示すロール高さがプラスを示す領域）では第１の反り変更ロール５１を使用し、外径部分（図１５に示すロール高さがマイナスを示す領域）では第２の反り変更ロール５６を使用して図１５に従ってそれぞれ変更してコイルに巻き取り、改めて払い出したところ、図１６の白菱形プロットに示すように実施例２（本発明例）の置き反り量は全長にわたって５５ｍｍ±６ｍｍの範囲となった。すなわち、図２に示す両方向の反りを付与する２つの反り変更ロールを用いて本発明の制御を行うことにより、全長にわたってより効果的に変動を抑制できることがわかった。

なお、図１６には比較例２（従来例）として反り量を変更しない場合を黒丸プロットで示してあるが、比較例２では全長にわたり大きく反り量が変化（−２０ｍｍ〜９０ｍｍ）していた。このことから、本発明例２によれば、反り量を変更しない場合（比較例２）と比べて、置き反りがＬ方向の各位置で４５ｍｍ〜１００ｍｍも低減され、改善できたことがわかる。

さらには、図２の第２の反り変更ロール５６のロール高さを外径部（図１５に示すロール高さがマイナスを示す領域）のみ図１５に従って変更してコイルに巻き取り改めて払い出したところ、ほぼ図１６に示す白菱形プロットと同等の値（約５５ｍｍ）となり、最内径部のみ約８０ｍｍの反りとなった。すなわち、比較例に比べてＬ反りの変動幅を約７０ｍｍ改善でき、反りの方向を全長にわたり同じ方向とすることができた。

以上のように本検討では、従来例（比較例２）では全長にわたる反り量の傾向として反りの方向が反転するのに加え、最内径部では１００ｍｍ近い下反りが発生するとともに、コイル長さ５００〜１０００ｍの間では両方向の反りが発生していたが、本発明条件ではＴＳ：３６０ＭＰａと比較的材料強度の高い材料においても、最内径部の反りを低減し、全長にわたる反りの傾向的な変動を抑制し、最も好ましい条件ではコイル全長にわたり５０〜６０ｍｍ程度の下反りに安定して抑制することができた。
〔実施例３〕
以下、実施例３に基づき、本発明について説明する。図１７は、本実施例３および比較例３におけるコイル長手方向の置き反り量の変化を示したグラフである。図１８は、本実施例３および比較例３におけるコイルの長手位置と適正な反り変更ロールの高さ（ロール押上げ量）を示すグラフである。図１９は、本実施例３および比較例３におけるコイルの長手方向位置と板反り量の関係と、本実施例３および比較例３の対比結果（改善代）を示したグラフである。なお、ここでは、本発明の巻き取り前反り付与工程の処理を実施せずに巻き取りを行い、改めて払い出しを行った場合を比較例３（従来例）とする。

幅９５０ｍｍ、厚み１．２ｍｍのハイテン鋼板コイル（重量：１２トン、コイル長さ１４００ｍ、降伏強度ＹＳ：３８０ＭＰａ（引張強度ＴＳ：５９０ＭＰａ））を上記実施例２と同様の連続焼鈍ラインにてそれぞれ製造した。実施例３において、反り調整をしない場合のコイル巻き取り前Ｌ反り量（横置き反り量）は下反り約２０ｍｍであった。なお、ここではコイラーの巻き取り内径は６１０ｍｍとした。

実施例３では、上記した実施例１と同様の反り測定結果から、
ａ_１＝１５４３２
Ｎ＝−０．５６６
ａ_２＝０．６２
ρ_Ｅ＝０．００１１（１／ｍｍ）
とパラメータが決定された。式（５）のパラメータｋ_１、ｋ_２を
ｋ_１＝１．１
ｋ_２＝０．９
と決定し、残留曲率ρ_Ｐが下反り側で０．０００７２（１／ｍｍ）（置き反り量：６１ｍｍ）になるようにρ_０を計算（式（１）より置き反り量に逆算）したところ、図１７のように、実施例３におけるコイル長さに対して目標の反り量が計算された。図１７には、比較例３として反り量の変更をしない場合も示しているが、上記の通り置き反り量は約２０ｍｍで一定である。さらに予め設定しておいた、反り変更ロールのロール高さと上反りの関係から図１８のようにコイルの長手方向に対する反り変更ロールのロール高さ位置（ロール押し上げ量）を設定した。なお、比較例３ではロール高さ位置は０ｍｍである。

図１の反り変更ロール５１のロール高さを最内径部分（図１８に示すロール高さがプラスを示す領域）のみ図１８に従って変更してコイルに巻き取り、改めて払い出したところ、図１９の灰色四角プロットに示すように実施例３（本発明例）の置き反り量は最内径部分（ロール高さがプラスを示す領域）の反り量が約１１０ｍｍから６０ｍｍまで低下した。すなわち、図１に示す反り変更ロールの本発明の制御を行うことにより、最内径部分のＬ反りの大きさを小さくできることがわかった。

さらに図２の第１および第２の反り変更ロール５１、５６のロール高さを最内径部分（図１８に示すロール高さがプラスを示す領域）では第１の反り変更ロール５１を使用し、外径部分（図１８に示すロール高さがマイナスを示す領域）では第２の反り変更ロール５６を使用して図１８に従ってそれぞれ変更してコイルに巻き取り、改めて払い出したところ、図１９の白菱形プロットに示すように実施例３（本発明例）の置き反り量は全長にわたって６０ｍｍ±１０ｍｍの範囲となった。すなわち、図２に示す両方向の反りを付与する２つの反り変更ロールを用いて本発明の制御を行うことにより、全長にわたってより効果的に変動を抑制できることがわかった。

なお、図１９には比較例３（従来例）として反り量を変更しない場合を黒丸プロットで示してあるが、比較例３では全長にわたり大きく反り量が変化（０ｍｍ〜１１０ｍｍ）していた。このことから、本発明例３によれば、反り量を変更しない場合（比較例３）と比べて、置き反りがＬ方向の各位置で５０ｍｍ〜９０ｍｍも低減され、改善できることがわかる。
〔実施例４〕
以下、実施例４に基づき、本発明について説明する。図２０は、本実施例４および比較例４におけるコイル長手方向の置き反り量の変化を示したグラフである。図２１は、本実施例４および比較例４におけるコイルの長手位置と適正な反り変更ロールの高さ（ロール押上げ量）を示すグラフである。図２２は、本実施例４および比較例４におけるコイルの長手方向位置と板反り量の関係と、本実施例４および比較例４の対比結果（改善代）を示したグラフである。なお、ここでは、本発明の巻き取り前反り付与工程の処理を実施せずに巻き取りを行い、改めて払い出しを行った場合を比較例４（従来例）とする。

幅９００ｍｍ、厚み１．４ｍｍのハイテン鋼板コイル（重量：１２トン、コイル長さ１３００ｍ、降伏強度ＹＳ：６００ＭＰａ（引張強度ＴＳ：９８０ＭＰａ））を上記実施例２と同様の連続焼鈍ラインにてそれぞれ製造した。実施例４において、反り調整をしない場合のコイル巻き取り前Ｌ反り量（横置き反り量）は下反り約４０ｍｍであった。なお、ここではコイラーの巻き取り内径は６１０ｍｍとした。

実施例４では、上記した実施例１と同様の反り測定結果から、
ａ_１＝１８７２２
Ｎ＝−０．６１１
ａ_２＝０．６６
ρ_Ｅ＝０．００１（１／ｍｍ）
とパラメータが決定された。式（５）のパラメータｋ_１、ｋ_２を
ｋ_１＝０．９
ｋ_２＝１．１
と決定し、残留曲率ρ_Ｐが下反り側で０．０００８４（１／ｍｍ）（置き反り量９１ｍｍ）になるようにρ_０を計算（式（１）より置き反り量に逆算）したところ、図２０のように、実施例４におけるコイル長さに対して目標の反り量が計算された。図２０には、比較例４として反り量の変更をしない場合も示しているが、上記の通り置き反り量は約４０ｍｍで一定である。さらに予め設定しておいた、反り変更ロールのロール高さと上反りの関係から図２１のようにコイルの長手方向に対する反り変更ロールのロール高さ位置（ロール押し上げ量）を設定した。なお、比較例４ではロール高さ位置は０ｍｍである。

図１の反り変更ロール５１のロール高さを図２１に従って変更してコイルに巻き取り、改めて払い出したところ、図２２の灰色四角プロットに示すように実施例４（本発明例）の置き反り量は最内径部分（ロール高さがプラスを示す領域）の反り量が約１５０ｍｍ
から９０ｍｍまで低下した。すなわち、図１に示す反り変更ロールの本発明の制御を行うことにより、最内径部分のＬ反りの大きさを小さくできることがわかった。

さらに図２の第１および第２の反り変更ロール５１、５６のロール高さを最内径部分（図２１に示すロール高さがプラスを示す領域）では第１の反り変更ロール５１を使用し、外径部分（２１に示すロール高さがマイナスを示す領域）では第２の反り変更ロール５６を使用して図２１に従ってそれぞれ変更してコイルに巻き取り、改めて払い出したところ、図２２の白菱形プロットに示すように実施例４（本発明例）の置き反り量は全長にわたって９０ｍｍ±２０ｍｍの範囲となった。すなわち、図２に示す両方向の反りを付与する２つの反り変更ロールを用いて本発明の制御を行うことにより、全長にわたってより効果的に変動を抑制できることがわかった。

なお、図２２には比較例４（従来例）として反り量を変更しない場合を黒丸プロットで示してあるが、比較例４では全長にわたり大きく反り量が変化（１５ｍｍ〜１５０ｍｍ）していた。このことから、本発明例４によれば、反り量を変更しない場合（比較例４）と比べて、置き反りがＬ方向の各位置で５０ｍｍ〜９５ｍｍも低減され、改善できることがわかる。

以上のように、実施例３、実施例４のさらに高い強度の材料を用いた難しい条件においても、比較例３、４（従来例）では１００ｍｍ以上の極端に大きな内径側のＬ反りが見られたが、本技術を適用することで全長にわたって安定した小さな下反りに抑制することが出来た。

１ 冷延鋼板製造設備
２ 調質圧延機
３ アンチクロスブレーキロール（ＡＣＢ）
４ テンションメータロール（ＴＭＲ）
５ 巻き取り前反り付与部
５１ 反り変更ロール（第１の反り変更ロール）
５２ 鋼板情報取得部
５３ 記憶部
５４ 反り量設定部
５５ 出力部
５６ 第２の反り変更ロール

Claims (5)

1. 冷延鋼板をコイル状に巻き取る前の状態で、前記冷延鋼板の長手方向の位置に応じて予め決定された所定の大きさの長手方向反りを前記冷延鋼板に付与する巻き取り前反り付与工程を含み、
   前記巻き取り前反り付与工程で付与する長手方向反りの大きさは、前記冷延鋼板の板厚、巻き取り時の巻き径および鋼強度に基づき、式（５）で求められることを特徴とする、冷延鋼板の製造方法。
   

   

   ここで、ρ _０ ：初期曲率（１／ｍｍ）、
   ρ _Ｐ ：目標曲率（１／ｍｍ）、
   ρ _Ｃ ：加工曲率（１／ｍｍ）、
   ρ _Ｅ ：限界曲率（１／ｍｍ）、
   ａ _２ 、ｋ _１ 、ｋ _２ ：パラメータ、を示す。
2. 前記巻き取り前反り付与工程で付与する前記長手方向反りは、
   巻き取り時の前記冷延鋼板の巻き癖と反対方向および／または同一方向の反りであることを特徴とする、請求項１に記載の冷延鋼板の製造方法。
3. 前記巻き取り前反り付与工程で付与する前記長手方向反りは、
   巻き取り時の前記冷延鋼板の最内径部分に反りを付与するときは巻き癖と反対方向とし、巻き取り時の前記冷延鋼板の外径部分に反りを付与するときは巻き癖と同一方向とすることを特徴とする、請求項２に記載の冷延鋼板の製造方法。
4. 冷延鋼板をコイル状に巻き取る前の状態で、前記冷延鋼板の長手方向の位置に応じて予め決定された所定の大きさの長手方向反りを前記冷延鋼板に付与する巻き取り前反り付与部を備え、
   前記巻き取り前反り付与部で付与する長手方向反りの大きさは、前記冷延鋼板の板厚、巻き取り時の巻き径および鋼強度に基づき、式（５）で求めることを特徴とする、冷延鋼板製造設備。
   

   

   ここで、ρ _０ ：初期曲率（１／ｍｍ）、
   ρ _Ｐ ：目標曲率（１／ｍｍ）、
   ρ _Ｃ ：加工曲率（１／ｍｍ）、
   ρ _Ｅ ：限界曲率（１／ｍｍ）、
   ａ _２ 、ｋ _１ 、ｋ _２ ：パラメータ、を示す。
5. 前記巻き取り前反り付与部は、巻き取り時の前記冷延鋼板の巻き癖と反対方向および／または同一方向の反りを付与するロールを備えることを特徴とする、請求項４に記載の冷延鋼板製造設備。

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