JPS63101007A - 縦しまを有する広幅帯板の圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は狭く高い縦しまを有する広幅の帯板を製造する
ための圧延技術に関し、さらに詳しくは従来の縦しまを
有する広幅帯板よりもよル高い縦しまを有する帯板ｆ：
製造するための圧延方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に帯板は円柱状をした２本の圧延ロールによって複
数回圧延され、ほぼ均一な厚さを持った所定の寸法に成
形される。

さらにとのｚ５なＷ板のＢＥ圧延備を用いて、たとえば
特公昭５２−３４０２２号公報に示されているような最
終圧延パスの圧延ロールに種々の形状の溝あるいは突起
をつけることによって、帯板の表面に種々の形状の突起
あるいは溝のついた帯板を製造することが可能である。

このような帯板は特殊な機能を持ったものとして多方面
の用途に用いられている。

このような突起あるいは溝のついた帯板の中でも、第２
図にその断面形状の一例を示したように。

幅方向に一定の間隔で突起状厚肉部７を有し、この突起
状厚肉部７を帯板の長さ方向にほぼ連続させて縦しまを
形成するようにした帯板が生産されておＣｌ１ＩＬま鋼
板と呼ばれている。

具体例をあげると、現在製造されている縦しま鋼板は、
縦しまが幅方向に１０ｍないし２０ｔｍの一定の間隔で
形成され、帯板の＠が６００ないし１２３０ｇｍ、帯板
の薄肉部の厚さｔ、ｄｊｌ、６ないし４．５綱でらシ、
縦しまの幅Ｗは４ないし６　ｔｘｘｔ　、縦しまの高さ
Ｊｔは２ｍないし４ｔｘａのものである。これらの縦し
ま鋼板は１１全に対して剛性が大きいために自動車の側
板や鋼管などの強度材として使用されるのみならず、す
べ力止めの効果を目的として床板やトランクの荷台にも
使用され、さらに放熱効果が優れている念めモーター７
レームなどにも使用されるなど、きわめて広範囲の用途
に用いられている。

また他の例として、特開昭６０−３７４８４には上記の
縦しま鋼板と類似の形状の縦しま鋼板を。

スパイラル成形した鋼管に用いることが示されている。

この鋼管は内部にコンクリートを充てんして合成杭とし
て用いるもので、鋼管内面の突起によってコンクリート
との付着強度を向上させることを目的としたものである
。この場合の縦しま鋼板における縦しまの間隔は１５な
いしｌＯＯ聴の範囲で形成されている。

このような縦しまを有する帯板は、その幅及び厚さが通
常の帯板と同じ範囲にあるために６通常の帯板の製造設
備が用いて製造されている。すなわち帯板の仕上圧延ノ
ぐスは、帯板を上下２本の圧延ロールの間を通して所定
の厚さまで圧延する複数の圧延ノぐスから成っているが
、第３図に示す縦しまを有する帯板Ｓに成形するために
は、その断面を所定の形状に成形するための最終圧延ノ
にスにおいて、上下２本の圧延ロール１，２のうち少な
くとも一方の圧延ロールｌの洞部に周方向【沿った縦し
まｆｌＩ３をりけておけば、この錦に対応した　。

位置く縦しまを形成することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで従来は、後述する理由により／Ｅ圧延ロール縦
しま溝をつけた圧延パスは、最終の１バスにのみ設けら
れておシ、その最終ノ々ス直前の帯板の断面はほぼ一様
な板厚とされていた。このような場合、ｆ！！シまの存
在する幅方向の位置および縦しまの幅Ｗはほぼ所望のも
のが得られるが、縦しまの高さＪｔは十分高いものが得
られなかった。

何故ならば仮に最終圧延パスの圧延ロールに十分深いｌ
Ｎを設けて帯板を圧延しても、第４図に示すごとく、溝
３の近傍においては帯板Ｓが圧延変形される場合に材料
が縦しまｍ３内に十分に充満せず、空げき４が生じ、最
終ＩＥ圧延パスみの成形では、得られる縦しまの高さΔ
ｔＫ限界がある。

縦しまを有する帯板が使用される理由は、剛性の高いこ
と、滑シ止め効果、放熱効率、あるいはコンクリートと
の付着性などのように、縦しまくよって発揮される特別
な効果のためであって、縦しまの高さＪｔが高いほど望
ましいことは当然のことである。例えば前述のコンクリ
ートを充てんした合成杭の素材となる縦しま鋼板では、
縦しまの高さは最終圧延パスのみの成形ではせいぜい４
陶のものしか得られず、場合によっては２簡の高さの縦
しまを形成することも困難な場合がある。

しかしながら、使用性能上からは５ｗ＋以上の縦しまを
形成することが要求される。

このような要求を満足するためには、まず最終圧延パス
における板厚減少量を大きくすることが考えられる。し
かしながらこれは最終圧延ノソスの圧延負荷の増大を意
味し、設備上限界がある。つぎに縦しまの＠Ｗを大き（
すれば、材料がＥＥ圧延ロール溝に入夛易ぐなって、Ｒ
１シまの高さｌｔｆ：若干高くすることができる。しか
しながら縦しまの幅が大きくなると、その使用性能の向
上に較べて帯板の重量が増加する友めに価格のアップに
つながシ、また放熱効果を目的とする場合などではむし
ろ使用性能が低下する。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、圧延機に加わる負荷を大きくすることなく、よシ性能
のよい縦しまを有する広幅帯板のｆＥ延方法を提供する
ものである。

〔問題点を消失するための手段およびその作用］上記問
題点を解決するための本発明の技術的手段は、所定の板
幅を有しかつ板幅と平均板厚との比が２５以上である広
幅帯板を複数の圧延パスで圧延し、上下２本の圧延ロー
ルにて構成され該圧延ロールの少くとも１本の日−ルに
所定の縦しま溝が刻設された最終圧延パスの圧延にて、
広幅帯板の幅方向の所定の位置に幅が１５−以下で高さ
が２ｍ以上の突起状の縦しまを少くとも１ケ所以上ほぼ
連続して形成する圧延方法において、前記帯板の最終圧
延パス以前の圧延にて突起状の縦しまを形成する位置に
、該縦しまの幅の１／３よりも少くともｌＯ目以上広い
幅にわたシ＃記帯板を平均板厚よシも厚肉に形成し、し
かるのち前記最終圧延ノ七スの圧延をおこなうことを特
徴とするものである。

この場合予成形の方法は特に限定する必要はないが、ｆ
板の仕上圧延工程では通常複数の圧延スタンドを用いて
各圧延スタンドで１パスずつの圧延を行っているため、
最終圧延パス直前の圧延パスを分担する圧延スタンドを
用いて、その圧延ロールの胴部の形状？：＆望の予成形
断面形状に対応した形に研削したもので圧延するのが最
も合理的である。

以下本発明の方法の優位性を理解するために従来の方法
と比較して説明する。

一般に圧延材の断面″ｆ、所定の形状に圧延成形するた
めには、複数の圧延／Ｊ？スにおいてＥＥ圧延ロール形
状を段階的に変えて成形するという多パス成形法が用い
られ、これは形材などの圧延においてはごく通常に用い
られる方法である。したがって帯板の表面に従来の縦し
まより高い縦しまを形成するためには、複数のｌ１ｌＥ
延パスで縦しまを成形することを想起することは一見容
易なように思われるが、広幅帯板の場合は、帯板が幅方
向にずれて圧延されるといういわゆる帯板の蛇行が避け
られないために、従来は縦しまを有する帯板はすべて最
終圧延パスのみで縦しまが圧延成形されていた。

この理由を明らかにするために上述した形材圧延からの
類推で、第５図に示すように縦しまを有する帯板の圧延
に、多パス成形法を適用した場合の問題点を説明する。

この場合同図（ａ）に示すように、先ず最終圧延パス直
前の帯板Ｓを突起状厚肉部５を有するように予成形し、
この突起状厚肉部５を最終圧延ノクスの圧延ロール１の
縦しまｍ３に一致させる：うにして圧延すれば、同図（
ｂ）に示すように十分高い縦しま７を成形することがで
きるものである。しかしながら実際の帯板ＥＥ圧延業に
おいては、帯板Ｓがわずかではあるが帯板の幅方向にず
れて圧延されるという蛇行現象が避けられず、一般には
同図（ｃ）に示すように、予成形された突起状厚肉部５
と最終圧延ロールの縦しまｍ３とは幅方向にδだけずれ
て圧延される。この場合群じま溝３で圧延される帯板Ｓ
の個所は、予成形の効果がないために同図（ｄ）に示す
ように最終圧延ノＺスのみによる成形の場合と同程度の
高さの縦しま７′シか得られない。

実際の操業においては帯板の蛇行量δは一定で表いから
、δがほぼゼロの個所では樅しまの高さが高く、またδ
が大きくなった所では縦しまの高さが低くな力、結局縦
しまの高さが帯板の長さ方向の個所によって変動すると
いう不満足な帯板しか得られない。このような問題点が
あるために先に述べたように縦しまを有する帯板は、従
来最終圧延、ｅスのみにて縦しまを成形するように用い
て製造されていたわけである。

本願発明者らはこのような問題点を解決するために、帯
板が多少蛇行しても十分に高い縦し″ｔｅ形成すること
ができる予成形形状を研究した。その結果、所定の縦し
まを形成すべき幅方向の位置を中心として、帯板の蛇行
量よシも広い範囲に厚肉部を有するような断面に予成形
した帯板を用いれば、圧延延時おける帯板の蛇行の影響
を小さくできることに想起し、さらに予成形断面ておけ
る厚肉部の幅の限界値を明らかにするとともに、このよ
うな広い範囲に厚肉部を形成した断面形状の帯板を用い
ても、最終圧延ノソスで十分に高い縦しまが成形できる
ことを実験的に確認して本発明をなしたものである。

すなわち１本発明の原理を第６図（ａ）に示すように、
帯板Ｓがδだけずれて圧延されても予成形断面における
厚肉部５の、＠を所定の縦しまの幅Ｗよ夛も２δだけ広
い範囲にしておけば、最終圧延ロール１の縦しま溝３は
この厚肉部５の幅の範囲内に１Ｌこの帯板Ｓを圧延すれ
ば同図（ｂ）のように十分高い突起状の縦しま７を形成
することができる。この場合既に予成形断面において、
ある程度材料が縦し、２ｍ３の中に進入し次姿になって
いる第５図（ａ）　、　（ｂ）に示した場合に比べて、
縦しま溝３の中に進入すべき材料の量が多くないと同じ
高さの縦し！７が得られないために、−見本発明のよう
な予成形断面形状はあまシ有効ではないように思われる
。しかしながらよく考えてみると、その厚肉部の個所の
板厚減少量は均一な厚さの断面から圧延する場合に比べ
て大きくなっている。したがってその厚肉部が局部的な
ものであるかぎゃ。

圧延機にかかる負荷を大きくしないで、縦しま溝の中に
進入する材料の１ｔｔ−多くすることが可能なわけであ
る。

ところで帯板が±ａだけずれても、第６図（ａ）に示し
たように予成形断面の厚肉部５がロールの縦し″１溝３
を完全にカバーするためには、予成形断面の厚肉部の幅
Ｗが成品の縦しま幅Ｗよフも少なくとも２δだけ広いこ
とが必要である。しかしながら、後に実施例によって示
すように、実験によれば、予成形断面の厚肉部５はロー
ルの縦しま溝３の＠ｗｆ！：完全にカバーする必要はな
く、そのほぼ２／３をカバーしておれば完全にカバーし
ていることと同じ効果のあることがわかった。

この条件ｉｌｌ：第１図（ａ）に示した位置関係より、
°、Ｗ二≧−ｗ＋２δ・・・・・・（１）で表される。

すなわち予成形断面における厚肉部５の幅Ｗは。

成品の縦しまの幅Ｗよシも２δだけ広い必要はな（、Ｗ
の１／３よシも２δだけ広ければ十分である。

なお形材の圧延においては、形材の幅Ｂが厚さの代表値
りに比べてあまカ大きくない範囲にあるため、ロールの
孔形形状自身、あるいは翌ロールやガイドによって材料
の蛇行を拘束することが容易である。従って多パス成形
で断面形状を徐々に成形することにあたって、形材の蛇
行に影響されないようにするという考慮を払う必要はな
い。また広幅帯板の圧延の分野でも例えば特開昭６１−
９９１１に多パス成形法を適用した技術が開示されてい
る。しかしながらこの場合は幅方向の広い範囲で徐々に
板厚が異なるような製品断面形状であシ、多少の帯板の
蛇行があっても影響のない性格のものである。したがっ
てこの場合はせいぜい帯板の蛇行を通常の範囲にとどめ
ればよいわけで。

予成形断面形状を決める場合に板の蛇行の影ｇを少なく
するという技術思想は全く見られない。

次に１本発明における各限定理由全説明する。

帯板の幅Ｂと平均厚さｈとの比Ｂ／ｈを２５倍以上とし
たのは、これよシも幅が狭い場合はローラーガイドなど
で容易に帯板の蛇行を拘束でき。

本発明の方法を用いる必要がないためである。

製品における縦しまの幅Ｗを１５ｍ以下としたのはこれ
よりも広い幅のしまの場合は、予成形時に縦しまの幅Ｗ
と同じ幅で突起をつけておけば。

その突起部の剛性が犬きく、突起自身が最終圧延／（ス
のロールの縦し１溝に拘束されて帯板の蛇行が拘束され
る可能性があるためである。

この条件の限界値については十分明確に把握できている
わけではないが、既に数値例をあげたように現在製造さ
れている製品は、この寸法範囲に入っているため、実験
で確認した最大値を限界とした。すなわち、突起状厚肉
部７の幅Ｗが１５隨よシ小さいと、予成形断面における
厚肉部が最終圧延ロールの縦しま＃ｌＫ入っても、その
厚肉部の幅が狭く剛性が弱いため帯板の蛇行を拘束でき
ず。

本発明の方法を適用する必要があることを実験的に確認
したものである。

製品の突起状厚肉部の高さΔｔを２１１ＩＩ１１以上と
したのは２鳩以下の高さの縦しまは、最終圧延パスの成
形のみでも形成できるため本発明の方法を適用すること
が不要なためである。

予成形断面形状における厚肉部の幅を（ｗ／３）十１０
闘以上としたのは、現在の帯板圧延技術でに十分注意し
て圧延しても、帯板が±５ｍの範囲で幅方向に蛇行して
圧延されることが避けられないためである。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図（ａ）　ｅ　（ｂ）によ
フ説明する。本実施例では直径が２５０ｍの圧延目−ル
を用いた実験結果によって説明する。ただし。

実使用の生産機での圧延ロールは更に大きいから。

以下幾何学的な条件をすべて２倍とし、圧延ロー。

ルの直径を５００園の場合に換算した数値例を示すこと
にする。

目的とする製品断面は第１図（すに示したように。

幅Ｗミツ鱈の突起状厚肉部による縦しま７が、＠方向に
間隔ｂ　＝　４０　ｖｍで５本並んだものである。

帯板の板幅Ｂは実験条件でに８　＝　３２０　ｍである
が、更に広い板幅の場合ｔ′ｉ縦しまの数が多くなるだ
けで基本的には変シはない。板厚は各種あるが。

ここでは代表例として平均板厚わがはは８．６閣の帯板
についての結果を示す。この場合Ｂ／ｈの値は約３７で
ある。圧延材料として１０００℃に加熱した鋼および常
温の鉛を用いたが、結果はほぼ同様であるので、実験結
果として常温の鉛のものを示す。

上記の如き製品断面形状を得るために、ほぼ均一な厚さ
２０鴫の帯板を１パス圧延し、第１図（ａ）に示したよ
うな平均板厚Ｈ＝１３ｍの断面形状に予成形した。この
予成形圧延におけるロールの母線形状はピッチｂ　＝　
４０　ｔａ　、全深さ４＋ｗ＋の余弦曲線状のロール形
状を用いた。このロール形状に対応して予成形断面は、
同図に示したように厚肉部５と薄肉部６の最大板厚差は
４鴎のものが得られた。予成形断面形状が余弦曲線の板
厚分布を持つことから、１つの縦しまに関して平均板厚
よシ板厚の厚い幅は２０ｍの範囲であシ、この値は最終
製品ておける所定の縦しま幅ｗ＝＝７３１１１１の１／
３より１７．７ｔｍ広幅となる。

また比較例として、　＠　１１　ＦＷ＋、深さ６鵡の縦
しま溝を設は友四−ルで、上記と同じ平均厚さＨ；１３
ｍｍ＋まで予成形したものを更に準備し念。この場合の
予成形断面における厚肉部の幅は、製品の所定の縦しま
の幅ｗ　＝　７　Ｍの１４よシも８．７１しか広くない
から１本発明の方法に比べて板の蛇行の影響を受けやす
く不十分なものである。なお。

この時の予成形断面におけるしまの高さは３．６鴎で’
ｊ：＞り、６ｔｍ深さの溝に十分充満していないことが
わかる・ さて、このように本発明の方法を用いて予成形された帯
板と、不十分な比較法によって予成形された帯板とを同
一の形の圧延ロールを用いて圧延し念。この時の圧延ロ
ールは第１図（ｂ）に示した製品断面形状を得るべく１
幅７■、深さ６ｍの溝を周方向にそって設けたものであ
シ、また上下圧延ロール間のすきまは、製品の平均厚さ
ｈが８．６ｍｌになるように調節した。

このような最終圧延パスにおいて帯板をロールに噛み込
ませる時は、予成形断面における厚肉部５と圧延ロール
の縦しま溝の位置とが一致するようにして圧延したが、
一般に圧延開始時に帯板が上方から見て斜めの状態にな
り、圧延の進行と共に予成形断面における厚肉部位置と
Ｆｆ、延ロールの縦しま溝の位置とが幅方向に相互にず
れて圧延されるようになる。この時の幅方向の蛇行量δ
は圧延前後の厚肉部の幅方向の位置を測定して対応づけ
れば求めることができる。

第７図は上記した本発明の実施例と比較例とておける。

予成形断面の厚肉部と最終圧延ロールの縦しま溝との位
置の蛇行量δが変゛化した時、製品における樅しまの高
さΔｔがどのように変化するかを示したものである。第
７図に示されたように。

幅方向の蛇行が小さい時（δく５聰）は実施例。

比較例ともΔｔ　””　５　ｗｍ以上の縦しまの高さが
得られている。従来の最終圧延パスのみの成形による圧
延方法では、この寸法の場合Δｔ＝３．０ＬＩＩＩ１１
以下のものしか得られなかったのに比べると、予備成形
によってΔｔを著しく高くできることがわかる。

しかしながら幅方向の蛇行量δが大きくなると。

予備成形断面の厚肉部の幅が狭い比較例の場合δコ５順
程度からΔｔが急に／！蔦さくなシ始め、２５８１１１
１１以上では予備成形の効果がナデとんど失われる。

これに対して実施例によると、δ＝　８　ｍ＋程度の帯
板の蛇行が生じても縦しまの高さを十分大きくできる。

このｚ５に本実施例においてばδ＝±８真程度の帯板の
蛇行があっても、十分高い縦しまを形成することが可能
である。また比較例においても。

予成形断面における厚肉部の偏は製品の縦しまの幅の１
／３よシも８．７　ｍｒ広くとっているため、δ＝４．
４　ｔａ以下の帯板の蛇行は問題てならないが、広幅帯
板の圧延操業においてはδ＝±５＋ｍ以上の蛇行は不可
避であシ、この比較例では安定して高い縦しまを得るに
は不干分なものである。

なお本実施例においては、予成形断面の形状を第１図（
ａ）に示したように周期的な余弦曲線状の断面としたが
、これは予成形断面に急激に板厚が変化する個所がある
と、圧延した場合に製品の表面のその個所に模様が生じ
るために、これを避けたもので、このなだらかな板厚分
布を持り予成形♂を与える場合１寸法の指定が最も容易
であったなめに選んだものである。予成形形状を選ぶに
あたっては　ｍ品の縦しまの近傍で厚くするという基本
思想の範囲内で適宜選択できる性格のものである。また
、第１図（ａ）に示したように、その予成形断面には製
品に縦しまを形成しない個所にも厚肉部を設けているか
、これは板＠が異なつ念楊合でも予成形のための圧延ロ
ールとして同じ形状のロールを共用できるよってしてい
るためであって。

製品の均−板厚部の厚さ分布にはほとんど影響がない。

〔発明の効果〕

以上説明したごとぐ本発明による圧延方法は。

帯板の最終圧延−ぞス以前の圧延にて、突起状の縦しｉ
を形成する位置に、事前に縦しまの幅よりも広い幅にわ
たシ帯板を平均板厚よシも厚肉に形成し、しかるのち最
終圧延パスにて所定の縦しま溝が刻設されたロールを使
用して縦しまを形成するようにしているので、広幅帯板
の表面に従来になく高い縦しまを効果的に成形すること
ができ、か　゛つ通常の操業において帯板の蛇行が生じ
ても、均一な高さの縦しまを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明の実施例であフ、（
ａ）は予成形、（ｂ）は製品のそれぞれの断面図、第２
図は縦し！を有する帯板の一例を示す断面図、第３図は
最終圧延Ａスのロール形状を示す正面図、第４図は従来
の圧延方法を説明する略断面図、第５図（ａ）〜（ｄ）
は従来の圧延方法におけるロール溝と厚肉部および縦し
まとの位置関係を説明する略断面図、第６図（ａ）、お
よび（ｂ）は本発明の詳細な説明する路側断面図、第７
図は縦しま高さに及ばず板の蛇行量の影響を示す図面で
ある。 １．２・・・圧延ロール、３・・・縦しま溝、４・・・
空げき、５・・・予成形された突起状厚肉部、６・・・
薄肉部。 ７．７′・・・縦しま、Ｓ・・・帯板、δ・・・蛇行量
。 代理人　弁理士　　秋　沢　政　光 信１名 片１図 （ｂ） 汁２図 左５図 （Ｑ）　　　　　　　　　　　　（Ｃ）（ｂ）（ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の板幅を有しかつ板幅と平均板厚との比が２
   ５以上である広幅帯板を複数の圧延パスで圧延し、上下
   ２本の圧延ロールにて構成され該圧延ロールの少くとも
   １本のロールに所定の縦しま溝が刻設された最終圧延パ
   スの圧延にて、広幅帯板の幅方向の所定位置に幅が１５
   ｍｍ以下で高さが２ｍｍ以上の突起状の縦しまを少くと
   も１ケ所以上ほぼ連続して形成する圧延方法において、
   前記帯板の最終圧延パス以前の圧延にて突起状の縦しま
   を形成する位置に、該縦しまの幅の１／３よりも少くと
   も１０ｍｍ以上広い幅にわたり前記帯板を平均板厚より
   も厚肉に形成し、しかるのち前記最終圧延パスの圧延を
   おこなうことを特徴とする縦しまを有する広幅帯板の圧
   延方法。