JPH0635054B2

JPH0635054B2 - 鋼板の条切断方法

Info

Publication number: JPH0635054B2
Application number: JP62200309A
Authority: JP
Inventors: 謙三郎瀧澤; 晴男梶; 憲一大江; 清岩井
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-08-11
Filing date: 1987-08-11
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPS6444278A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、鋼板の条切断方法に関し、特に熱間圧延状態
の鋼板や焼ならし又は焼もどし処理を施した鋼板、及び
熱間圧延後加速冷却や直接焼入れを施こした鋼板等から
横曲り変形を抑制しつつ条板を製造するための条切断方
法に関する。

従来技術従来、鋼板を条板に切断する場合、切断の方法や切断の
条件等により、切断後の条板に大きな横曲り変形が生じ
ることは、一般によく知られている。特に、熱間圧延さ
れたままの鋼板（以下熱間鋼板と呼ぶ）を条板に切断す
る場合、熱間鋼板の両側端部近傍位置に相当する条板に
おいて、上記横曲り変形が顕著に現われる。また、熱間
鋼板を加速冷却したり、あるいは、該鋼板を直接焼入れ
した鋼板においては、冷却時の板巾方向不均一冷却に起
因して、条板に横曲り変形が生じる。さらに、ガス切断
条件の違いによっても、条板に大きな横曲り変形が生じ
ることもしばしばある。

条板のこのような横曲りは、該条板を用いて構造物を製
作する際の溶接施工時に大きな問題となる。このため、
従来より、一般に、鋼板の巾方向での条板切断におい
て、横曲り変形対策として、（イ）巾方向の各切断位置に配置された切断機の切断条
件を総て同一にし、同時に切断する方法（ロ）切断後の横曲り変形した条板に冷却矯正で逆方向
歪を加えて矯正する方法等の方法が用いられている。

しかし、上記（イ）の方法においては、熱間鋼板の両側
端部近傍位置に相当した条板の横曲り変形を制御するこ
とは至難のわざである。さらに、加速冷却された鋼板や
直接焼入された鋼板における不均一冷却に起因した条板
の横曲り変形の防止は困難である。上記（イ）の方法
は、単にガス切断条件の違いに起因する横曲り防止対策
でしかない。一方、（ロ）の方法は、横曲り変形した条
板の凸状変形側から外力を加え、逆方向に変形させもの
である。しかし、このような変形を安定的に実現させる
ためには、矯正力負荷時に生じる不安定変形、具体的に
は座屈変形、を防止せねばならない。これを達成するに
は、矯正力の負荷方向と直交する方向に条板の両側から
条板を拘束することが不可欠である。しかし、かかる拘
束を達成するための設備は多大の費用を要し、かつ、矯
正コストも高くなる。

以上の説明の如く、熱間状態の鋼板あるいは急冷された
鋼板を圧延方向沿いに切断して条板となす場合、従来方
法では、横曲り変形が生じると言う問題があり、それに
派生したいくつかの上記問題点を有している。

本発明の技術的課題従って、本発明の解決すべき技術的課題は、条板を製造
する際、上記横曲り変形を実用上許容しうる範囲内に抑
えることが可能な条切断方法を提供するにある。

本発明の要旨本発明は、条板を製造するための条切断に際し、横曲り
変形量を一定の許容範囲内に制御するために種々の調査
・研究を行うことによりなされた。切断条件のバラツキ
をなくした后の鋼板の条切断に際しての上記横曲り変形
は、主に、圧延工程の熱間矯正過程（以下、ホットレベ
ラー過程と呼ぶ）における熱間鋼板の板面内温度プロフ
ィルに大きく影響されることが、これまでの研究で明ら
かになっている。この理由は、ホットレベラー直後の上
記鋼板の巾方向不均一温度分布によって鋼板が室温に冷
却された時、その内部に残留歪が形成されるためであ
る。従って、上記残留歪と逆の方向に作用する要素を変
形予測位置に与えて横曲り変形を抑制する方法が考えら
れる。すなわち、本発明においては、上記要素は、条切
断に伴う切断入熱による熱歪である。そして、熱歪を条
板の二つの切断面に夫々違えて加えるためには、上記横
曲り変形の量及び形状を高精度に予測する必要がある。
この予測は、すでに開示された（熱間圧延鋼板の条切り
加工における横曲り量を管理した鋼板の製造方法；特開
昭６２−１５７７１２号公報技術を用いることで達成可
能である。

（構成）すなわち、ホットレベラー過程直後における熱間状態の
鋼板の板面温度プロフィルから条切断後の各条板の横曲
り変形の形態を予測する。そして、各条板の予想される
湾曲変形の内側に位置する（以下凹状変形側と呼ぶ）切
断位置を切断する切断入熱が湾曲変形の外側に位置する
（以下凸状変形側と呼ぶ）切断位置の切断入熱よりも小
さくなるように制御した。

（作用・効果）上記構成によれば、板面温度プロフィルから、切断後の
各条板の横曲り変形は予測可能であり、この予測された
横曲り量及び変形形状から鋼板のそれぞれの切断位置に
おける条切断条件が決定されることになる。そして、条
板の一方の凹状変形側切断位置での切断入熱が他方の凸
状変形側切断位置の切断入熱よりも小さくして同時切断
すれば、条板の二つの切断面近傍部は、異なった熱影響
を受けることになる。すなわち、相対的に大なる切断入
熱で切断された切断面近傍部での温度上昇量は大となる
ことから、切断方向沿いに大きな圧縮残留応力が生じ、
その結果として切断面近傍に大きな圧縮の塑性熱歪が形
成される。一方、相対的に小なる切断入熱で切断された
切断面近傍の温度は、相対的に低くなることから、その
結果圧縮の熱歪が他方より小さく生成されるのみならず
その発生領域も小さい。

ところで、鋼板から条板を切断加工して製造する場合に
発生する横曲り変形は前記した理由により生ずる。しか
も、この変形は鋼板の状態ではその主因となる残留歪は
潜在化しており、切断と同時に顕在化する。しかも変形
の形態が凹状に変形することは、切断線方向に沿って残
留歪が他方の凸状変形側の位置でのそれよりも大きいこ
とを意味しており、この残留歪差により変形が生じる。
このため、凹状変形側および凸状変形側のそれぞれの位
置での加熱温度による熱歪に差を与えること、すなわ
ち、凸状変形側位置での熱歪よりも凹状変形側位置での
熱歪を小さく形成させるように加熱温度を調整すること
で上述の残留歪を打ち消すことが可能になる。このこと
は、切断時の入熱差によって同じ効果を呈することは言
うまでもない。

従って、上記構成の如く、熱的技術により凹状変形側の
切断面近傍部に形成させる熱歪を、他方の凸状変形側の
切断面近傍部に形成されるそれよりも小さくすることに
より、横曲り変形を一定の範囲内に抑制することが可能
になる。つまり条板が備える二つの切断面に対して異な
った切断入熱を加えることにより横曲り変形量を制御
し、延いては、条板の横曲り変形を抑制することが可能
になる。

本発明は、熱間鋼板のホットレベラー過程直後の板面温
度プロフィルから条切断後の条板の横曲り変形を予測し
て、切断入熱量を制御することにより達成される切断方
法であり、この方法によれば、切断機の自動制御機能を
該方法に同期させることにより、オンラインの条切断作
業も可能になる。

実施例以下に、第１〜４図に従って、本発明の一実施例を具体
的に説明する。本発明は、熱間鋼板を条板に切断する方
法に関するものである。そして、該方法の技術的基盤の
一つは前記した条板の横曲り変形の予測技術である。従
って、該予測技術の信頼性について、先ず、説明すると
ともに、本発明の条切断方法について詳述していく。

第４図は、鋼板の裁断見返り図を示す。図において、２
０は加速冷却鋼板を示し、該鋼板２０は、３０^tmm×
２，０１５^wmm×２０，６００^lmmのサイズを備えてい
る。また、上記鋼板２０の長辺は圧延方向と一致し、そ
の短辺は該鋼板２０の巾となる。かかる形状を備えた加
速冷却鋼板２０から５枚の条板２１〜２５が圧延方向沿
いの各切断線b₁〜b₆に沿って切りだされて製造される。
上記各条板２１〜２５は、その巾Ｓを３８０mmとして、
ガス切断により同時に切断され製造される。さらに、ガ
ス切断のための切断入熱は総て同一とする。

上記切断条件にて、上記加速冷却鋼板２０を５枚の条板
２１〜２５に切断すれば、該各条板２１〜２５に発生す
る横曲り変形量ｌの予測計算値と実測値は、以下の通り
である。

尚、上記数値の正負の符号は、第３Ａ，３Ｂ図におい
て、圧延方向に対し、条板の横曲り変形が第３Ａ図に示
す変形を呈する場合、符号を負とし、第３Ｂ図に示す変
形を呈する場合符号を正としている。また変形量は、各
図中のｌに相当する長さの量である。

上記切断実験により確認された横曲り変形量ｌの実測値
は、その予測計算値と実によく符号する。すなわち、本
発明の基盤たる条板の横曲り変形予測技術の有効性が確
認されたといえる。

本発明の条切断方法は、切断位置における切断のための
切断入熱を切断位置により異なった入熱にすることにあ
る。例えば、切断速度を遅くしたり、あるいは、切断ト
ーチの火口番号を小さくしたりすることにより切断入熱
の調整を行う方法や、以下に開示する実施例等が有効で
ある。

次いで、上記予測技術と本発明の一実施例に係る条切断
方法の比較確認実験を以下に開示する。まず、本実験
は、第２図に示す形状の加速冷却鋼板１０を用いて行っ
た。該鋼板１０は、そのサイズが３０^tmm×２，５２５^w
mm×２２，０００^lmmである。そして、該鋼板１０から
７枚の条板１〜７が板取りされる。該各条板１〜７は、
上記鋼板１０の圧延方向（図中長辺に相当）沿いに巾３
５０mmで切断される。尚、各切断位置は、各切断線a₁〜
a₈（図中破線で示す。）で示す通りである。さらに、各
切断線a₁〜a₈における切断条件は、総て同一である。し
かし第１図によく示される通り両側部の二つの切断線
a₁,a₈の近傍かつ切断トーチ１１の後方（反切断方向）
近傍、具体的には約３０mm後方、の条板面上の所定位置
に切断面近傍部を冷却するための冷却水散布ノズル１２
を配置し、切断面近傍部を冷却することにより、切断入
熱が、他の各切断線a₂〜a₇沿いの切断部の切断入熱より
小さくなるようにした。尚１３はガス炎を、１４は冷却
水を夫々示す。

上記構成によれば、上記鋼板１０を各切断線a₁〜a₈沿い
に切断トーチ１１にてガス切断する場合、切断トーチ１
１による切断入熱が同じであっても、両側部の二つの切
断線a₁,a₈沿いの切断と他の切断線a₂〜a₇沿いの切断と
が与える熱影響は、切断面近傍部において相異する。な
ぜならば、鋼板１０の両側部の切断線a₁,a₈近傍部が冷
却水１４により冷却されて、切断時の入熱の一部が奪わ
れるからである。つまり、結果的には、両側部の切断線
a₁,a₈に位置する切断面近傍部への切断入熱は、他の切
断面近傍部への切断入熱よりも小さくなる。

従って、両側部の切断線a₁,a₈の切断面近傍部の切断入
熱による残存熱量は、他の切断線a₂〜a₇の切断面近傍部
のそれより低い。その結果、この切断線a₁,a₈近傍部に
生じる熱歪は切断線a₂〜a₇のそれより小さくなり、これ
ら熱歪差が、凹状の変形を矯正する方向に作用すること
になる。すなわち、上記切断線a₁,a₈に隣り合う切断線a
₂,a₇の切断線近傍部には、切断線a₁,a₈の切断面近傍部
に発生する熱歪より相対的に大きな熱歪が生じ、凹変形
とは逆の方向に変形が進み矯正されることになる。さら
に上記以外の切断線a₃〜a₆の切断条件は、切断線a₂,a₇
のそれと同一であるため、切断面近傍部の切断入熱によ
る熱的影響はそれぞれの切断線a₂〜a₇では略中立の要因
として作用する。従って条切断後に発生する横曲り変形
は略予測の範囲内にある。

以下に本実験結果を示す。尚、本実験により、全長２
２，０００mmの条板に対し、横曲り変形量ｌを１０mm以
下に達成することができた。

まず、上記鋼板１０の同一切断条件による同時切断の場
合の各条板の横曲り変形量ｌの予想を行なう。この予測
計算値は以下の通りである。

上記予測値は、第１条板１が第３Ａ図に示す如く変形
し、第７条板７が第３Ｂ図に示すように変形することを
意味している。

ところが、本実施例に係る条切断方法により上記鋼板１
０から７枚の条板１〜７を切り出し、条板の圧延方向沿
に生ずる横曲り変形量ｌを実測すると、その結果は以下
の通りになった。

すなわち、本実施例に係る条切断方法によれば、条板の
全長に恒り、横曲り変形量ｌを１０mm以下に抑えること
ができた。

つまり、上記実施例に係る条切断方法のみならず、本発
明の条切断方法は、高精度の横曲り変形量の予測技術を
用いることにより、条板に生じる横曲り変形量を実用上
の許容範囲内に抑えこむことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る条切断方法の概略を示
す斜視図、第２図は本実施例に用いた加速冷却鋼板の裁
断見取り図、第３Ａ，３Ｂ図は横曲り変形形態を示し、
第３Ａ図は凹状に変形した条板の斜視図、第３Ｂ図は凸
状に変形した条板の斜視図、第４図は横曲り変形量を予
測、確認するための確認実験に係る加速冷却鋼板の裁断
見取り図である。１，２１…第１条板、２，２２…第２条板、３，２３…
第３条板、４，２４…第４条板、５，２５…第５条板、
６…第６条板、７…第７条板、a₁〜a₈，b₁〜b₆…切断
線、１０，２０…加速冷却鋼板、１１…切断トーチ、１
２…冷却水散布ノズル、１３…ガス炎、１４…冷却水、
＋ｌ…凸状の横曲り変形量、−ｌ…凹状の横曲り変形
量、Ｓ…条板の巾、Ｌ…条板長さ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板をその幅方向沿いの複数の切断位置に
て同時に圧延方向沿いに切断する条切断において、圧延
工程の熱間矯正過程直後における熱間状態の鋼板の板面
温度プロフィルから条切断後の各条板の横曲り変形の形
態を予測し、各条板の予測される湾曲変形の内側に位置する切断位置
（４１）を切断する切断入熱が湾曲変形の外側に位置す
る切断位置（４０）の切断入熱よりも小さくなるように
制御することを特徴とする鋼板の条切断方法。
【請求項２】上記切断の条件を総て同一にするととも
に、上記湾曲変形内側切断位置（４１）における切断に
おいて、切断トーチ（１１）の後方近傍かつ切断線近傍
部に配置された鋼板（１０）の冷却手段（１２）で、上
記湾曲変形内側切断位置（４１）の切断入熱が上記湾曲
変形外側切断位置（４０）の切断入熱より小さくなるよ
うに制御することを特徴とする第１項に記載の鋼板の条
切断方法。