JPWO2018186379A1 - フランジを有する鋼矢板の製造方法及び製造設備 - Google Patents

Abstract

リバース圧延によるフランジ波等の形状不良が発生するのを抑制し、製品寸法精度や圧延の安定性の向上を図る。孔型ロール圧延によって被圧延材からフランジを有する鋼矢板を形成する製造方法であって、同一の孔型により前記被圧延材に対してリバース圧延を行う工程を具備し、前記リバース圧延を行う工程は、中立線を跨ぐ第１フランジ部と、当該第１フランジ部の両側に配置される第２及び第３フランジ部を形成する工程を含み、前記孔型は、前記第１フランジ部を形成するための第１フランジ対向部分と、前記第２フランジ部を形成するための第２フランジ対向部分と、前記第３フランジ部を形成するための第３フランジ対向部分と、を備え、水平面に対する、前記第１フランジ対向部分の傾斜角度は、前記第２及び第３フランジ対向部分の傾斜角度よりも大きい。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１７年４月３日に日本国に出願された特願２０１７−０７３５７８号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。

本発明は、例えばハット形鋼矢板、Ｕ形鋼矢板等のフランジを有する鋼矢板の製造方法及び製造設備に関する。

従来より、ハット形等の両端に継手を有する鋼矢板の製造は孔型圧延法によって行われている。この孔型圧延法の一般的な工程としては、先ず加熱炉において所定の温度に加熱した矩形材を、孔型を備えた粗圧延機、中間圧延機及び仕上圧延機によって順に圧延することが知られている。孔型圧延法として例えば特許文献１には、粗圧延、中間圧延及び仕上圧延においてロールに複数の孔型を配置し、それら各孔型において１〜２パスずつ圧延を行ってハット形鋼矢板を製造する技術が開示されている。

また、例えば特許文献２には、Ｕ形鋼矢板の製造においてウェブとフランジの延伸釣り合いが保たれるように孔型を構成し、同一孔型中で被圧延材を複数回往復させて圧延を行う技術が開示されている。また、例えば特許文献３には、鋼矢板の施工時の打設抵抗を低減させる事を目的とした技術が開示され、フランジ部に緩傾斜部を設けるような構成が提案されている。

また、例えば特許文献４には、圧延面に並行な２つのフランジ／ウェブ遷移セクションと、中立線近傍において圧延面に対して傾斜した中央セクションを有するプリフォームを成形する工程を備えたＺ形鋼矢板（シートパイル）の製造技術が開示されている。

このように、鋼矢板の製造方法として孔型圧延法や、同一孔型において被圧延材を複数回往復させて圧延を行う技術（いわゆる１孔型多パス圧延）が従来より創案されている。

特開２００６−８８１７６号公報 特開昭６０−４４１０１号公報 特開２００４−７６５８０号公報 特開平８−２２４６３４号公報

しかしながら、上記特許文献１に例示される従来の孔型圧延方法では、粗圧延、中間圧延工程〜仕上圧延工程にて、フランジを製品とほぼ同じ角度の直線状態として１孔型で１〜２パスの圧延を行うが、特にフランジ幅が大きく板厚が薄い場合には、リバース圧延を行うと被圧延材の断面内での各部位ごとの延伸バランスが取れず、フランジ波が生じてしまう場合がある。なお、本明細書における「孔型」とは、上下孔型ロール間に形成された隙間で、被圧延材を通過させ圧延する部分を示す。以下では、上下孔型ロール間の距離が変動しても、孔型を形成するロール上の溝が同一であれば、その孔型を「同一の孔型」と称して説明する。又、本明細書における「リバース圧延」とは、上下孔型ロールにより構成される同一の孔型において、ロール隙を徐々に狭めながら複数パス被圧延材を往復させて繰り返し圧延を行う工程のことである。

また、上記特許文献２に記載された技術では、ハット形鋼矢板のように、特に従来に比べフランジ幅が大きくフランジ厚が薄い大型鋼矢板に対して延伸を大きくとるような圧延を実施した場合に、上記特許文献２に記載された延伸の釣り合いを保ったとしても、フランジ波等の形状不良が発生し、安定した圧延・造形が難しく、製品形状不良が発生する恐れがある。また、圧延機の制約の中ではフランジ波等の形状不良の発生を抑制するのに適正な釣り合い条件を実現できない場合がある。近年、経済性や施工性の観点から高さが大きく板厚の薄い大型断面の鋼矢板が求められており、このような大型鋼矢板の製造において更なる技術の向上が求められているのが実情である。

また、上記特許文献３に記載された技術では、ウェブ部（本発明ではフランジ部と定義）の一部分（端フランジ部とウェブ部とにより形成されるコーナー部及びウェブ部の中央部の少なくとも一箇所以上）に緩傾斜部を設けることにより、打設抵抗を低減し施工性を向上させる旨の記載はあるものの、製造工程におけるフランジ波等の形状不良については何ら言及されておらず、大型鋼矢板の製造における形状不良の抑制、安定した圧延・造形等の実現に関し更なる技術の向上が求められている。

また、上記特許文献４に記載された技術は、１孔型１パス圧延を行う技術であると推察され、同一の孔型で上下ロール隙を徐々に狭めていき複数パス圧延を行う、いわゆるリバース圧延を行うとの記載は無い。これは、特許文献４に記載の技術において、同一の孔型でリバース圧延を行った場合、断面内で部位ごとに延伸が不均一となり、メタルフローが生じて継手部の充満状態が変化することに加え、フランジ／ウェブ遷移セクションの延伸が中央セクションの延伸に比べ幾何学的に大きくなり、ねじれが発生しやすくなることが理由であると考えられる。１孔型１パス圧延を行う場合には、孔型形状を１パス圧延時に最適な形状とすることができるため、孔型形状に起因した被圧延材の形状不良といった問題は起こり得ない。即ち、上記特許文献４には、リバース圧延時に発生する恐れのあるフランジ波の発生に関しては何ら言及されておらず、当然、当該フランジ波の抑制についても何ら言及されていない。

そこで、上記事情に鑑み、本発明の目的は、リバース圧延によるフランジ波等の形状不良が発生するのを抑制し、製品寸法精度や圧延の安定性の向上を図ることが可能なフランジを有する鋼矢板の製造技術を提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明によれば、孔型ロール圧延によって被圧延材からフランジを有する鋼矢板を形成する製造方法であって、同一の孔型により前記被圧延材に対してリバース圧延を行う工程を具備し、前記リバース圧延を行う工程は、中立線を跨ぐ第１フランジ部と、当該第１フランジ部の両側に配置される第２及び第３フランジ部を形成する工程を含み、前記孔型は、前記第１フランジ部を形成するための第１フランジ対向部分と、前記第２フランジ部を形成するための第２フランジ対向部分と、前記第３フランジ部を形成するための第３フランジ対向部分と、を備え、水平面に対する、前記第１フランジ対向部分の傾斜角度は、前記第２及び第３フランジ対向部分の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする、フランジを有する鋼矢板の製造方法が提供される。

前記リバース圧延を行う工程は、ウェブ対応部と、腕対応部を形成する工程を含み、前記孔型は、前記ウェブ対応部を形成するためのウェブ対向部分と、前記腕対応部を形成するための腕対向部分と、を備え、前記孔型は、前記第２フランジ対向部分を少なくとも一つ含むウェブ側フランジ対向部分群と、前記第３フランジ対向部分を少なくとも一つ含む腕側フランジ対向部分群と、を備え、前記ウェブ側フランジ対向部分群と前記ウェブ対向部分との境界部と、前記腕側フランジ対向部分群と前記腕対向部分との境界部と、を結ぶ直線に対し、前記第２フランジ対向部分は、フランジ外側方向に凸形状であり、前記第３フランジ対向部分は、フランジ内側方向に凸形状であっても良い。

前記孔型においては、前記第１フランジ部におけるフランジ延伸λｆ１が、前記第２フランジ部及び第３フランジ部におけるフランジ延伸λｆ２、λｆ３よりも小さい圧延が行われても良い。

前記第１フランジ部、第２フランジ部、及び、第３フランジ部を形成する工程は、中間圧延工程であっても良い。

前記孔型は、幅方向の両端部が開放された孔型形状を有しても良い。

前記第１フランジ部、第２フランジ部、及び、第３フランジ部を形成する工程により被圧延材に形成された屈曲形状のフランジ対応部は、当該工程の後段孔型での圧延により所望の平坦形状に圧延造形されても良い。

前記孔型においては、前記第１フランジ部におけるフランジ延伸λｆ１が、ウェブ延伸λｗ以下となるように圧延が行われても良い。

前記鋼矢板がハット形鋼矢板であっても良い。

別な観点からの本発明によれば、孔型ロール圧延によって被圧延材からフランジを有する鋼矢板を形成する製造設備であって、同一の孔型により前記被圧延材に対してリバース圧延を行う圧延機を具備し、前記リバース圧延を行う圧延機は、中立線を跨ぐ第１フランジ部と、当該第１フランジ部の両側に配置される第２及び第３フランジ部を形成する孔型を含み、当該孔型は、前記第１フランジ部を形成するための第１フランジ対向部分と、前記第２フランジ部を形成するための第２フランジ対向部分と、前記第３フランジ部を形成するための第３フランジ対向部分と、を備え、水平面に対する、前記第１フランジ対向部分の傾斜角度は、前記第２及び第３フランジ対向部分の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする、フランジを有する鋼矢板の製造設備が提供される。

前記リバース圧延を行う圧延機は、ウェブ対応部と、腕対応部を形成する孔型を含み、前記孔型は、前記ウェブ対応部を形成するためのウェブ対向部分と、前記腕対応部を形成するための腕対向部分と、を備え、前記孔型は、前記第２フランジ対向部分を少なくとも一つ含むウェブ側フランジ対向部分群と、前記第３フランジ対向部分を少なくとも一つ含む腕側フランジ対向部分群と、を備え、前記ウェブ側フランジ対向部分群と前記ウェブ対向部分との境界部と、前記腕側フランジ対向部分群と前記腕対向部分との境界部と、を結ぶ直線に対し、前記第２フランジ対向部分は、フランジ外側方向に凸形状であり、前記第３フランジ対向部分は、フランジ内側方向に凸形状であっても良い。

前記孔型においては、前記第１フランジ部におけるフランジ延伸λｆ１が、前記第２フランジ部及び第３フランジ部におけるフランジ延伸λｆ２、λｆ３よりも小さくても良い。

前記孔型は、中間圧延機に設けられる孔型であっても良い。

前記孔型は、幅方向の両端部が開放された孔型形状を有しても良い。

前記第１フランジ部、第２フランジ部、及び、第３フランジ部を形成する孔型での圧延により被圧延材に形成された屈曲形状のフランジ対応部を所望の平坦形状に圧延造形する後段孔型を備えても良い。

前記孔型においては、前記第１フランジ部におけるフランジ延伸λｆ１が、ウェブ延伸λｗ以下であっても良い。

前記鋼矢板がハット形鋼矢板であっても良い。

本発明によれば、リバース圧延によるフランジ波等の形状不良が発生するのを抑制し、製品寸法精度や圧延の安定性の向上を図ることが可能となる。

圧延ラインの概略説明図である。 第１の孔型の孔型形状を示す概略断面図である。 第２の孔型の孔型形状を示す概略断面図である。 第３の孔型の孔型形状を示す概略断面図である。 第４の孔型の孔型形状を示す概略断面図である。 第５の孔型の孔型形状を示す概略断面図である。 第３の孔型が改良された構成の孔型の概略説明図であり、（ａ）に概略全体図を示し、（ｂ）にフランジ対応部に対向する箇所近傍の拡大図を示す。 本発明の変形例に係る概略説明図である。 実施例についての説明図である。 本発明の変形例に係る概略説明図である。 本発明の変形例に係る概略説明図である。 本発明の変形例に係る概略説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお、本実施の形態において略ハット形鋼矢板形状の被圧延材はウェブがフランジよりも下方に位置する姿勢（いわゆるＵ姿勢）で圧延されるものとして説明するが、当然本発明の適用範囲はその他の姿勢（例えば逆Ｕ姿勢）での圧延にも及ぶ。また、本発明の適用範囲はハット形、Ｕ形等の種々のフランジを有する鋼矢板製品であるが、本実施の形態において製造される鋼矢板製品はハット形鋼矢板製品であるものとして説明する。

また、以下に記載の被圧延材Ａとは、ハット形鋼矢板製品を製造する場合に圧延される鋼材を示しており、圧延ラインＬ上を通材される鋼材を総称して被圧延材Ａと呼称し、それぞれの圧延機において圧下された状態の被圧延材Ａについては必要に応じて別途異なる呼称（以下に記載のＡ１〜Ａ５）で記載する。この被圧延材Ａは略ハット形形状であり、略水平であるウェブ対応部３と、ウェブ対応部３の両端に所定の角度でもって連結しているフランジ対応部５、６と、各フランジ対応部５、６においてウェブ対応部３との連結側と異なる端部に連結している腕対応部８、９と、腕対応部８、９の先端に連結される継手対応部１０、１１から構成されている。なお、継手対応部１０、１１の端部はそれぞれ爪部１４、１５と呼称される。以下では、被圧延材Ａを構成する各部位については、上記各符号にて図示、説明する。
なお、本明細書では、被圧延材Ａに関し、圧延方向を被圧延材の「長手方向」と称し、当該長手方向に直交し且つ圧延ロール軸に平行な方向を被圧延材の「幅方向」と称し、長手方向及び幅方向の両方に直交する方向を被圧延材の「高さ方向」と称し説明する。また、被圧延材の「厚み圧下」とは、被圧延材の板厚方向に対する板厚圧下を示すものである。

先ず、ハット形鋼矢板を製造する製造装置１として基本的な構成である圧延ラインＬの概略について説明する。図１は、ハット形鋼矢板を製造する圧延ラインＬと、圧延ラインＬに備えられる圧延機等についての説明図である。図１において圧延ラインＬの圧延進行方向は矢印で示されている方向であり、当該方向へ被圧延材Ａが流れ、ライン上の各孔型圧延機（以下に説明する粗圧延機、中間圧延機、仕上圧延機）において圧延が行われ、製品が造形される。なお、圧延ラインＬ上には図示しない複数の搬送ロールが設置されており、それら搬送ロールによって被圧延材Ａは圧延ラインＬ上を搬送される。

図１に示すように、圧延ラインＬには、圧延上流側から順に粗圧延機（ＢＤ）１７、第１中間圧延機（Ｒ１）１８、第２中間圧延機（Ｒ２）１９、仕上圧延機（Ｆ）３０が配置されている。

図１に示す圧延ラインＬにおいては、図示しない加熱炉（圧延ラインＬ上流に位置）において加熱された例えばスラブ、ブルーム等の被圧延材Ａが、粗圧延機１７〜仕上圧延機３０において順次圧延されることで最終製品であるハット形鋼矢板が製造される。

次に、圧延ラインＬに配置される粗圧延機１７、第１中間圧延機１８、第２中間圧延機１９、仕上圧延機３０のいずれかに設けられる孔型の形状について上流側から順に図面を参照して簡単に説明する。なお、以下の説明において参照する図２〜６には、参考のため各孔型における圧下が完了したときの被圧延材Ａの断面を一点鎖線にて図示している。

図２は、第１の孔型４９（以下、単に孔型４９とも記載）の孔型形状を示す概略断面図である。図２に示すように、孔型４９は、上孔型ロール４５と、下孔型ロール４８によって構成される。これら上孔型ロール４５と下孔型ロール４８によって構成される孔型４９は例えば粗圧延機１７に設けられ、孔型４９における孔型圧延によって被圧延材Ａ全体に対して厚み圧下（即ち、粗圧延）が行われる。具体的には、加熱炉において所定温度に加熱されたスラブ等を略ハット形形状に近づけるような孔型圧延が行われ、図２中の一点鎖線に示す粗形材Ａ１が造形される。なお、この時の粗圧延は、例えば同一孔型４９におけるリバース圧延によって行われても良い。

また、図３は第２の孔型５９（以下、単に孔型５９とも記載）の孔型形状を示す概略断面図である。図３に示すように、孔型５９は、上孔型ロール５５と、下孔型ロール５８によって構成される。これら上孔型ロール５５と下孔型ロール５８によって構成される孔型５９は例えば第１中間圧延機１８に設けられ、孔型５９における孔型圧延によって被圧延材Ａ全体に対して厚み圧下（即ち、第１中間圧延）が行われる。孔型５９では厚み圧下と同時に爪部１４、１５の爪高さを所望の高さに揃える圧下も行われ、具体的には、上記孔型４９から搬出された粗形材Ａ１を更にハット形形状に近づけるような孔型圧延が行われる。これにより、図３中の一点鎖線に示す第１中間材Ａ２が造形される。なお、ここでの圧延は、例えば同一孔型５９におけるリバース圧延によって行われる。

また、図４は第３の孔型６９（以下、単に孔型６９とも記載）の孔型形状を示す概略断面図である。図４に示すように、孔型６９は、上孔型ロール６５と、下孔型ロール６８によって構成される。これら上孔型ロール６５と下孔型ロール６８によって構成される孔型６９は例えば第２中間圧延機１９に設けられ、孔型６９における孔型圧延によって被圧延材Ａ全体に対して厚み圧下（即ち、第２中間圧延）が行われる。具体的には、上記孔型５９から搬出された第１中間材Ａ２を更にハット形形状に近づけるような孔型圧延が行われ、図４中の一点鎖線に示す第２中間材Ａ３が造形される。この孔型６９は幅方向の両端部が開放された形状となっているため、厚み圧下により被圧延材Ａの爪部１４、１５は幅方向に伸びた形状となっている。なお、ここでの圧延は、例えば同一孔型６９におけるリバース圧延によって行われる。

図５は第４の孔型７９（以下、単に孔型７９とも記載）の孔型形状を示す概略断面図である。図５に示すように、孔型７９は、上孔型ロール７５と、下孔型ロール７８によって構成される。これら上孔型ロール７５と下孔型ロール７８によって構成される孔型７９は例えば第２中間圧延機１９に設けられ、当該孔型７９によって例えば被圧延材Ａの爪部１４、１５の成形が重点的に行われる。具体的には、第３の孔型６９で伸びた状態の爪部１４、１５の爪高さを所望の高さに揃えて成形するような圧下が行われ第２中間材Ａ４が造形される。なお、ここでの圧延は、厚みを圧下するものでも良い。

また、図６は第５の孔型８９（以下、単に孔型８９とも記載）の孔型形状を示す概略断面図である。図６に示すように、孔型８９は、上孔型ロール８５と、下孔型ロール８８によって構成される。これら上孔型ロール８５と下孔型ロール８８によって構成される孔型８９は例えば仕上圧延機３０に設けられ、当該孔型８９によって被圧延材Ａに対して主に爪部１４、１５の曲げ成形（即ち、仕上圧延）が行われる。具体的には、上記第２中間材Ａ４を略ハット形形状（略ハット形鋼矢板製品形状）の仕上材Ａ５とする圧下が行われる。なお、仕上圧延は通常リバース圧延では行われず、１パスのみの圧延にて行われる。

以上、図２〜図６を参照して説明した各圧延において被圧延材Ａが孔型圧延され、最終的に仕上材Ａ５が造形される。

なお、本実施の形態において上述してきた第１の孔型〜第５の孔型の構成は、例示であり、図示の形態に限られるものではなく、例えば孔型の配置順や、各圧延機に配置する孔型形状、各種孔型の修正孔型の増減配列については設備状況や製品寸法等の条件に応じて適宜変更可能である。また、素材の種類によっては、素材からの粗造形過程に用いる予備成形孔型といった孔型を別途設けることも考えられる。

本発明者らの検討によれば、上記製造工程における孔型５９や孔型６９による中間圧延工程では、ウェブ対応部３とフランジ対応部５、６との延伸の釣り合いを保って圧延が行われた場合でも、図３、４に示すように、上下孔型ロールは部位によって上下のロール径が異なるため、被圧延材Ａ（特にフランジ対応部５、６）とロールとの相対滑り速度が部位によって異なる。フランジ対応部５、６において、上下のロール径の差が大きい部位では上下ロールの周速差によって被圧延材の伸びが抑制され、一方、上下ロールの直径が等しいピッチラインに対応する位置（以下、「中立線」と記載する）では伸びが生じやすいため、ロールバイト出口の中立線近傍のフランジに長手方向に圧縮応力が発生しやすく、圧縮応力が座屈限界を超えた場合、フランジ対応部５、６にはいわゆるフランジ波と呼ばれる形状不良が発生する。

特に、フランジ幅／フランジ厚の比率が大きいハット形鋼矢板のような大型鋼矢板の製造においては、中立線近傍のフランジの伸びがウェブの伸びに対し相対的に大きくなりやすく、フランジ対応部５、６の中央部にはロールバイト内から長手方向の圧縮応力が作用する。また、座屈限界応力も低下するため、その結果、フランジ波が顕著に発生しやすくなる。
同一の孔型により１パスの圧延を行う場合、直前の孔型の形状との関係によりフランジ延伸やウェブ延伸を考慮した形状の孔型を設計することで、フランジ波を抑制することができる。しかし、同一の孔型により２パス以上の圧延を行う場合、第２パス以降の圧延ではウェブ対応部とフランジ対応部及び腕対応部の各延伸が当該孔型の形状により規定されるため、従来のように孔型の形状を設計しても、リバース圧延途中におけるフランジ波の発生を抑制することはできないことが判明した。例えば、これら孔型５９、６９でリバース圧延が行われる場合、フランジ対応部５、６では、圧延のたびにこれらフランジ対応部５、６の中央部（中立線近傍）に肉が集まり、フランジ厚みの復元といった現象が発生しやすいことが検討の結果明らかとなった。厚みの復元が発生すると、次パスでのフランジ延伸が増大してしまい、更にフランジ波が生じやすくなり好ましくない。

また、孔型５９と孔型６９を比較すると、後段の孔型である孔型６９の方がより被圧延材Ａ（特にフランジ対応部５、６）を薄く圧延するため、上述したフランジ波の発生といった形状不良が顕著になりやすい。また、より仕上圧延に近い工程の方が、形状不良が発生すると、製品形状不良に直結しやすい。即ち、製品寸法精度や圧延の安定性といった観点から、特に後段の孔型である孔型６９での上記のような問題点を解決することが重要となる。

このような問題点に鑑み、本発明者らは、図３、４を参照して説明した孔型５９、６９の形状について鋭意検討を行い、上記フランジ波と呼ばれる形状不良が生じないような所定の条件を満たすような孔型形状を創案するに至った。以下では、孔型６９の形状に更なる改良を施し、フランジ波が生じないような構成とした孔型６９’の詳細な形状について図面を参照して説明する。なお、以下では孔型６９’の特にフランジ対応部６に係る圧延造形を例に挙げて図示・説明するが、本発明で対象とする孔型は被圧延材Ａ全体に対して厚み圧下を行う孔型であり、孔型５９、６９に限定されるものではない。

図７は、上記第３の孔型６９が改良された構成の孔型６９’の概略説明図であり、（ａ）に概略全体図を示し、（ｂ）にフランジ対応部６に対向する箇所近傍（図７（ａ）における破線で囲んだ部分）の拡大図を示す。ここで、図７（ｂ）は孔型６９’における圧延後の様子を示しており、圧延された被圧延材Ａを一点鎖線で図示している。なお、図７において、上記図４を参照して説明した孔型６９と同様の機能構成を有する構成要素については同一の符号を付して図示し、その説明については省略する。

図７に示す改良された孔型６９’において、被圧延材Ａのフランジ対応部６に対向する対向部分１００は、上記孔型６９と形状が異なっており、具体的には、ウェブに近い側から順に、傾斜の異なる複数のフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃから構成されている。これらフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃに関し、本明細書では、フランジ対向部分１００ｂを「第１フランジ対向部分」、その両側に配置されたフランジ対向部分１００ａ、１００ｃを「第２フランジ対向部分」、「第３フランジ対向部分」と規定し、呼称する場合もある。また、中央に位置するフランジ対向部分１００ｂによって圧延造形されるフランジ対応部６の部位を「第１フランジ部」、その両側に配置されるフランジ対応部６の各部位（フランジ対向部分１００ａ、１００ｃによって圧延造形される部位）を「第２フランジ部」、「第３フランジ部」と規定し、呼称する場合もある。
なお、図７（ａ）に示すように、被圧延材Ａのフランジ対応部５に対向する部分１０１についても、同様にフランジ対向部分１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃから構成されている。

フランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃの水平線に対する傾斜角度はそれぞれθｆ２、θｆ１、θｆ３であり、θｆ１はθｆ２ならびにθｆ３よりも大きい角度となっている。また、θｆ２とθｆ３は等しい角度でも良い。フランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃにおける上孔型ロール６５と下孔型ロール６８の間隔ｔｆ２、ｔｆ１、ｔｆ３（ロール隙とも称す）が、それぞれにおいて一定（上孔型ロール６５と下孔型ロール６８のフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃが平行）の場合、上孔型ロール６５と下孔型ロール６８のそれぞれにおける角度θｆ２、θｆ１、θｆ３は等しい。一方、フランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃと水平線のなす角度が上孔型ロール６５と下孔型ロール６８で異なる場合、角度θｆ２、θｆ１、θｆ３は上孔型ロール６５と下孔型ロール６８のフランジ対向部分と水平線のなす角度の平均値とすれば良い。また、これら傾斜角度θｆ２、θｆ１、θｆ３は上下孔型ロールのロール隙における中心線Ｓと水平線とのなす角度で規定しても実質的に同じである。
また、フランジ対向部分１００ｂは、高さ方向において中立線Ｏを跨ぐような位置に構成され、そのフランジ対向部分１００ｂよりもウェブに近い側にフランジ対向部分１００ａが位置し、腕（継手）に近い側にフランジ対向部分１００ｃが位置している。即ち、フランジ対向部分１００ｂは中立線Ｏを跨ぐように位置し、その両側にフランジ対向部分１００ａ、１００ｃが位置する構成となっている。

ここで、１パスあたりの延伸を圧延後（１パス後）の厚みに対する圧延前の厚みの比で定義し、厚みを孔型６９’における板厚方向のロール隙で代表し、孔型６９’におけるリバース圧延中の１パスの鉛直方向のロール隙圧下量をΔｇとした場合、フランジ対向部分１００ｂ、１００ａ、１００ｃの１パスあたりの延伸λｆ１、λｆ２、λｆ３は以下の式（１）〜（３）で表される。
λｆ１＝ｔｆ’１／ｔｆ１＝（ｔｆ１＋Δｇ・ｃｏｓθｆ１）／ｔｆ１ ・・・（１）
λｆ２＝ｔｆ’２／ｔｆ２＝（ｔｆ２＋Δｇ・ｃｏｓθｆ２）／ｔｆ２ ・・・（２）
λｆ３＝ｔｆ’３／ｔｆ３＝（ｔｆ３＋Δｇ・ｃｏｓθｆ３）／ｔｆ３ ・・・（３）
なお、ｔｆ’１、ｔｆ’２、ｔｆ’３とは、孔型６９’においてフランジ対向部分１００ｂ、１００ａ、１００ｃのそれぞれに対応するフランジ対応部６の圧延前の厚みに対応するロール隙である。また、ｔｆ１、ｔｆ２、ｔｆ３とは、孔型６９’においてフランジ対向部分１００ｂ、１００ａ、１００ｃのそれぞれで圧延されたフランジ対応部６の厚みに対応するロール隙である。
即ち、ｔｆ１、ｔｆ２、ｔｆ３の関係に基づきθｆ１をθｆ２ならびにθｆ３よりも大きい角度とすることで、この孔型６９’での圧延においては、以下の式（４）、（５）が満たされる。
λｆ１＜λｆ２ ・・・（４）
λｆ１＜λｆ３ ・・・（５）
ここで、上記式（１）〜（３）は圧延１パスあたりの延伸を示したものであるが、複数パスで行われるリバース圧延での延伸を総計した場合についても、式（１）〜（３）と同様の関係性が成立する。従って、孔型６９’において、θｆ１をθｆ２ならびにθｆ３よりも大きい角度とすることで、１パスあたりの延伸の場合だけでなく、リバース圧延時の複数パスでの延伸を総計した場合についても、上記式（４）、（５）は満たされる。

この孔型６９’で圧延造形された被圧延材Ａは、フランジ対応部５、６に複数の傾斜角度を有する屈曲形状となる。この形状は、中間圧延機に設けられた孔型６９’よりも後段の孔型、例えば、第４の孔型７９や仕上圧延機３０（仕上圧延工程）の第５の孔型８９、あるいはそれら両方の孔型などによって所望の平坦なフランジ形状（ハット形鋼矢板製品のフランジ形状）とされる。このようなフランジ平坦化では、リバース圧延は行われない。なお、フランジ部の曲げ戻し後、屈曲部の境界部分には他の部分とのスケールの付着状態等の相違による長手方向に筋状の痕跡が見られる場合があるが、このような痕跡はフランジ部の強度等を低下させるものではなく、鋼矢板としての品質に影響はない。

図７に示すような孔型構成によれば、角度θｆ１を大きくすることで圧縮応力が生じやすい中立線Ｏ近傍のフランジ延伸を、図４に示すようなフランジ対向部分が直線状の孔型６９に対して相対的に低下させ、且つ、中立線Ｏより離れた位置のフランジ延伸に対して相対的に低下させ、フランジ波の発生を抑制するといった効果が実現される。一方で、角度θｆ２、θｆ３を小さくすることでフランジ高さの増加を抑え、フランジ対応部６の断面の延伸は維持される。例えば、フランジ波抑制条件として決めた角度θｆ１に対し、後段孔型による圧延で所望の平坦なフランジ形状に造形する際の寸法のばらつき抑制を考慮して、孔型６９’のフランジ対向部分（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）に対応する中心線Ｓの線長を孔型６９のフランジ対向部分の中心線の線長と同一とし、継手の水平方向の位置が変化しないように角度θｆ２、θｆ３を設計すれば良い。即ち、改良された孔型６９’でリバース圧延を行うと、フランジ対向部分１００ｂでは図４に示す孔型６９に比べてフランジ延伸が低下するものの、フランジ対向部分１００ａ、１００ｃでは孔型６９に比べてフランジ延伸が増加するために、フランジ全体としては、孔型６９と同様のフランジ断面延伸を維持できる。なお、孔型６９’のフランジ対向部分（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）に対応する中心線Ｓの線長を孔型６９のフランジ対向部分の中心線の線長と同一とするとは、完全同一を意味するものではなく、誤差の範囲（例えばフランジ対向部分の中心線の線長に対して±１％未満）で同一であれば良い。

ここで、中立線Ｏ近傍のフランジ対向部分１００ｂ（以下、急傾斜部１００ｂとも呼称する）でのフランジ波を抑制するためには、当該急傾斜部１００ｂにおけるフランジの延伸λｆ１と、ウェブ対応部３の延伸λｗとの関係が以下の式（６）を満たすように角度θｆ１を設定することが好ましい。
λｆ１≦λｗ ・・・（６）
なお、より詳細な条件としては、１パスあたりのλｆ１／λｗを０．９６７≦λｆ１／λｗ≦１．０００の範囲内とすることが望ましい。この数値の根拠については後述する実施例にて説明する。
フランジの延伸はウェブの延伸の影響を強く受けるため、本発明の技術でも中立線Ｏ近傍のフランジ対応部の延伸をウェブの延伸との関係で表現した。ハット形鋼矢板の場合、腕対応部８、９の延伸とウェブ対応部５、６の延伸とは実質的に等しいと考えられ、Ｕ形鋼矢板は腕対応部がないため、中立線Ｏ近傍のフランジ対応部の延伸を実質的にウェブ延伸との関係で表すことができる。リバース圧延中の１パスのウェブの延伸λｗは以下の式（７）で表される。
λｗ＝ｔｗ’／ｔｗ＝（ｔｗ＋Δｇ・ｃｏｓθｗ）／ｔｗ ・・・（７）
ここで、ｔｗ’とは、孔型６９’でのウェブ対応部３の圧延前の厚みに対応するロール隙である。また、ｔｗは、孔型６９’で圧延されたウェブ対応部３の厚みに対応するロール隙である。また、θｗはウェブ対応部３に対応するロール隙の水平線に対する傾斜角度である。

また、フランジ幅方向に厚みが一定のハット形鋼矢板の場合、仕上圧延直前の孔型６９’では、ロール摩耗等に伴う誤差を除き、最終パスでフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃの各厚みが一定となるように孔型形状を設計するが、フランジ対向部分１００ｂの傾斜角度θｆ１はフランジ対向部分１００ａ、１００ｃの傾斜角度θｆ２、θｆ３と異なるため、孔型６９’の途中パスでは各厚みが一定にはならない。そのため、各フランジ対向部分の厚みと延伸、およびウェブ対応部の延伸の関係からフランジ波が最も発生しやすいパスでの延伸比λｆ１／λｗ、λｆ２／λｗ、λｆ３／λｗを考慮して、各フランジ対向部分の傾斜角度と幅を決定してもよい。

以上説明したように、急傾斜部１００ｂの傾斜角度θｆ１を大きくすることで中立線Ｏ近傍のフランジ延伸を低下させ、この部分に発生する圧縮応力を低減させることができる。

以上、図７を参照して説明したように、第２中間圧延機１９に設けられる孔型６９’の孔型形状を、傾斜角度の異なる複数のフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃを有する形状とし、これらフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃの傾斜角度を上記式（１）〜（６）で示したような好適な条件に設定することで、当該孔型６９’での圧延造形においてフランジ対応部６の中立線Ｏ近傍に発生する圧縮応力を低減させフランジ波の発生を抑制することが可能となる。更には、リバース圧延においてフランジ対応部６の中立線近傍に肉が集まり発生するフランジ厚みの復元についても減少させることができ、フランジ波の発生が更に抑制される。

一方で、フランジ対向部分１００ａ及び１００ｃにおいて発生するフランジの延伸は、中立線Ｏ近傍において発生するフランジの延伸（即ち、フランジ対向部分１００ｂでのフランジの延伸）に比べ相対的に増加し、そこに生じる圧縮応力も増大するが、中立線Ｏから離れていることに加え、ウェブ対応部３や腕対応部９へのメタルフローが生じやすいために圧縮応力が過大にならない。また、フランジ対応部６において、フランジ対向部分１００ａ及び１００ｃに対応する部位は、ウェブ対応部３や腕対応部９に接続され座屈が生じにくいといった点から、これらの部位にはフランジ波が発生しにくい。

このように、孔型６９’の孔型形状を、傾斜角度の異なる複数のフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃを有する形状としたことで、図４に図示したような従来の孔型形状（孔型６９）での圧延造形に比べ、被圧延材Ａのフランジ対応部５、６の中立線Ｏ近傍に生じるフランジ波を抑制させることが可能となり、製品寸法精度や圧延の安定性の向上が実現される。製品形状によっては、図４に図示したような従来の孔型形状（孔型６９）では、フランジ対応部５、６の延伸がウェブ対応部３の延伸よりも大きくなり、釣り合いを保つことができずにフランジ波を抑制することができない場合がある。その場合、フランジ全体の傾斜角度を変更するのでなく、図７に示すように急傾斜部１００ｂの傾斜角度θｆ１を従来の孔型形状のフランジ傾斜角度よりも大きくし、且つ、フランジ対向部分１００ａ及び１００ｃより大きくすることで圧延造形時の被圧延材Ａの高さの増加を抑制し、効果的にフランジ波を抑制できる。

以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施の形態では、本発明技術を適用させ、孔型形状の改良を行う対象を第３の孔型６９として説明し、特に被圧延材Ａのフランジ対応部６の圧延造形に関して図７を参照して説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。即ち、第３の孔型６９での圧延造形においてフランジ対応部５、６の両方に適用させることは勿論、第２の孔型５９の圧延造形にも適用可能である。即ち、図３を参照して説明した孔型５９に関しても同様の改良を施し、例えば第１中間圧延で発生するフランジ波の抑制を図ることも可能である。また、当然、第２の孔型５９及び第３の孔型６９の両方の孔型形状に対して本発明技術を適用しても良い。あるいは、厚み圧下を主体とする第２の孔型５９および第３の孔型６９に関して、第２の孔型５９を幅方向の両端部が開放された孔型形状とし、第３の孔型６９を爪高さの成形を同時に行う孔型形状とした場合についても、同様の改良を適用することが可能である。更には、粗圧延を行う第１の孔型に適用しても良い。

また、上記実施の形態では、孔型６９’の孔型形状を、傾斜角度の異なる複数のフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃを有する形状であるとして説明したが、本発明技術の重要な点は、中間圧延を行う孔型において、中立線Ｏ近傍のフランジ対向部分１００ｂの傾斜角度θｆ１を他のフランジ対向部分に比べ大きい角度とし、中立線Ｏ近傍で被圧延材Ａに作用する圧縮応力を低減させることにある。このような観点から、本発明技術において、中間圧延機の孔型を傾斜角度の異なる複数のフランジ対向部分を有する形状として構成する場合に、必ずしも図７に示すような３つのフランジ対向部分とする必要は無く、中立線Ｏ近傍のフランジ対向部分１００ｂの傾斜角度θｆ１が他のフランジ対向部分に比べ大きい角度となっていれば、傾斜角度の異なるフランジ対向部分はいくつであっても良い。即ち、例えば、図１０に示すように、中間圧延を行う孔型が、傾斜角度の異なる４以上のフランジ対向部分を有するように構成されていても良い。

また、被圧延材Ａのフランジ対応部５、６に対向する孔型部位（即ち、フランジ対向部分１００）において、（被圧延材の）腕側の境界部と（被圧延材の）ウェブ側の境界部を結ぶ直線に対して、中立線Ｏ近傍のフランジ対向部分より腕側ではフランジ内側方向に凸形状であり、中立線Ｏ近傍のフランジ対向部分よりウェブ側ではフランジ外側方向に凸形状であっても良い。

具体的には、上記実施の形態において説明した急傾斜部１００ｂを設けたようなフランジ対向部分１００の形状については、各フランジ対向部分１００ａ〜１００ｃの形状を必ずしも直線形状で構成する必要は無く、フランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃの傾斜角度が上記式（４）〜（６）で示したような好適な条件となっていれば、例えば各フランジ対向部分１００ａ〜１００ｃの一部又は全部が曲線によって構成されても良い。この場合、急傾斜部１００ｂは、フランジ対向部分１００ａとの交点、及び、フランジ対向部分１００ｃとの交点で挟まれる範囲として定義され、急傾斜部１００ｂが中立線Ｏを跨ぐように構成される。
図８は、本発明の変形例に係る概略説明図であり、フランジ対応部６に対向する箇所近傍の一例を示す概略拡大図である。図８に示すように、本変形例ではフランジ対向部分１００ａ、１００ｃは曲線形状で構成されている。他の実施の形態を含め、リバース圧延を行う工程は、第２フランジ部を少なくとも一つ含むフランジ部（ウェブ側フランジ部とも称す）に接続されるウェブ対応部３と、第３フランジ部を少なくとも一つ含むフランジ部（腕側フランジ部とも称す）に接続される腕対応部９を形成する工程を含むことが好ましい。この場合、本発明に係る孔型は、ウェブ対応部３を形成するためのウェブ対向部分１００ｄと、腕対応部９を形成するための腕対向部分１００ｅとを備えることが好ましい。ここで、孔型は、フランジ対向部分１００ａ（第２フランジ対向部分）を少なくとも一つ含むウェブ側フランジ対向部分群と、フランジ対向部分１００ｃ（第３フランジ対向部分）を少なくとも一つ含む腕側フランジ対向部分群とを備えることが好ましい。ここで、ウェブ側フランジ対向部分群とウェブ対向部分１００ｄとの境界をＰａ、腕側フランジ対向部分群と腕対向部分１００ｅとの境界をＰｃとする。
図８に示す一例では、腕側の境界部Ｐｃ（腕対応部９に対向する腕対向部分１００ｅとフランジ対向部分１００ｃとの境界）とウェブ側の境界部Ｐａ（孔型６５において、ウェブ対応部３に対向するウェブ対向部分１００ｄとフランジ対向部分１００ａとの境界）を結ぶ直線Ｑに対し、フランジ対向部分１００ａはフランジ外側方向に凸形状となるような曲線形状であり、フランジ対向部分１００ｃはフランジ内側方向に凸形状となるような曲線形状である。また、本変形例では急傾斜部１００ｂは直線形状として図示したが、当該急傾斜部１００ｂを曲線形状としても良い。

図８に示すようなフランジ対向部分１００ａ、１００ｃが曲線形状である場合、当該フランジ対向部分１００ａ、１００ｃの傾斜角度θｆ２、θｆ３は、水平線に対するフランジ対向部分１００ａ、１００ｃの高さ方向中央部における接線（図８中のＱａ、Ｑｃ）の傾斜角度により定めれば良い。急傾斜部１００ｂが曲線形状である場合は、角度が最大となる接線に基づき傾斜角度を定めれば良い。図８では直線Ｑおよび接線Ｑａ、Ｑｃを下孔型ロール６８で説明したが、上孔型６５ロールでも同様に定めれば良い。その上で、フランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃと水平線のなす角度が上孔型ロール６５と下孔型ロール６８で異なる場合、θｆ２、θｆ１、θｆ３は上孔型ロール６５と下孔型ロール６８のフランジ対向部分と水平線のなす角度の平均値とすればよい。このように定義された各フランジ対向部分１００ａ〜１００ｃの傾斜角度に関しても、上記実施の形態と同様に、上記式（１）〜（６）で示したような好適な条件に設定することで、同様の作用効果が得られる。

即ち、上記実施の形態では、孔型６９’の孔型形状を、傾斜角度の異なる複数のフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃを有する形状であるとして説明し、各部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃの詳細な形状については言及していない。フランジ対応部５、６の形状は複数の直線又は曲線、あるいはその両方の組み合わせによって構成されれば良く、それに合わせて各部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃの形状は任意に設計可能である。仮にフランジ対応部５、６に曲線部分が構成されるような場合には、当該曲線部分の傾斜角度はその接線の角度で定義すればよい。

また、フランジ対応部が、当該フランジ対応部の表面に沿った方向において厚みが変化するといった厚み分布を有するような製品や、フランジ対応部が中立線近傍において傾斜角度が大きくなるような複数の屈曲部を有する形状からなる製品に対して適用することも非常に有効であり、本発明の範囲に含まれる。フランジ対応部がその表面に沿った方向に厚みの分布を有する場合、ハット形鋼矢板製品の断面効率から、中立線近傍の厚みを相対的に小さくすることが考えられる。このような場合に本発明技術を適用すると、フランジ対向部分１００ａや１００ｃに比べ、フランジ対向部分１００ｂの傾斜角度が大きいため、フランジ対向部分１００ｂにおけるフランジの延伸が、従来の孔型形状よりも大きくなりにくく、上記実施の形態と同様もしくはそれ以上の作用効果が得られる。また、製品形状においてフランジが中立線近傍において傾斜角度が大きくなるように屈曲している鋼矢板製品についても、図７や図８に示す屈曲形状での圧延状態を製品形状に適用できるため、非常に有用である。

また、孔型６９’の孔型形状において、それぞれのフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃの境界部は、Ｒを有しても良い。その場合、各部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃそれぞれの境界はコーナーＲの中間点とすれば良い。

さらには、本発明者らの詳細な検討の結果、従来の孔型６９で発生したフランジ波は、フランジ対応部の断面内における波高さのピーク位置が、図４に示す孔型６９の中立線Ｏから高さ方向に孔型深さＤの１０％の範囲内に含まれていることが明らかとなった。その為、中立線Ｏ近傍の急傾斜部１００ｂが直線の場合、図１１に示すように、フランジ延伸を低減させる急傾斜部１００ｂは、中立線Ｏから高さ方向上下に孔型深さＤの１０％の範囲を含んでいることが望ましい。また、中心線Ｓのうち、急傾斜部１００ｂにおける線分の中点位置Ｆｃが中立線Ｏと一致した場合に、上記実施の形態で説明した作用効果が顕著に得られる。なお、孔型深さＤとは、孔型を形成する下孔型ロールのフランジ対向部分（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）全体の鉛直方向高さで定義され、図１１に示すように、孔型深さＤの上端位置はフランジ対応部と腕対応部との境界の高さ方向上端、下端位置はフランジ対応部とウェブ対応部との境界の高さ方向下端である。

また、中立線Ｏ近傍のフランジ対向部分１００ｂが曲線の場合や複数の線分の組みあわせの場合においても、図１２に示すように、急傾斜部１００ｂ（図中のＰ１〜Ｐ２の範囲）は、中立線Ｏから高さ方向上下において、孔型深さＤの１０％の範囲を含んでいることが望ましい。これらの場合には、中心線Ｓのうち、急傾斜部１００ｂに対応する線分において、水平線に対する角度が最大となる位置Ｆｄが中立線Ｏに一致した場合に前述した効果がさらに顕著である。但し、図１２に示すように、位置Ｆｄが、孔型深さＤの１０％の範囲であれば中立線Ｏから高さ方向にずれていても本発明の効果が享受できる。これもフランジ対向部分１００ｂが直線の場合と同じ理由である。この場合、最大の傾斜角度の位置における傾斜角度をθｆ１、フランジ延伸をλ１とすればよい。したがって、これらの場合についても中立線近傍として本発明の範囲に含まれる。

なお、上記実施の形態及び他の実施の形態では、第２フランジ対向部分及び第３フランジ対向部分が第１フランジ対向部分に隣接して配置される場合について説明したが、必ずしもこれらは隣接して配置される必要はない。即ち、第２フランジ対向部分及び第３フランジ対向部分は、第１フランジ対向部分よりも傾斜角度の小さく、それぞれ、第１フランジ対向部分とウェブ対向部分との間、第１フランジ対向部分と腕対向部分との間で、製品形状に応じて設定することもできる。

また、上記実施の形態及び他の実施の形態では、ハット形鋼矢板を圧延する場合を例に挙げて図示・説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。即ち、中間圧延においてフランジ波が発生する恐れがある種々の形状のフランジを有する鋼矢板に対して本発明は適用可能である。具体的には、ハット形鋼矢板に加え、Ｕ形鋼矢板にも適用することができる。

（実施例１）
本発明の実施例１として、図７を参照して上記説明した改良孔型６９’に相当する孔型を中間圧延孔型（上記実施の形態における第２の孔型及び第３の孔型）に適用し、以下の表１に示す条件１〜５で被圧延材の圧延造形を実施した。
条件１〜５に示す孔型の中立線を第１フランジ部が跨ぐように、孔型のフランジ対向部分を３つの部分に屈曲させた構成とした。ここでは、各フランジ対向部分の角度と長さをそれぞれ調整した。また、圧延造形した後の被圧延材のフランジ対応部は、その後段の孔型（上記実施の形態における第４の孔型及び第５の孔型）で平坦化することとした。

また、比較例としては、従来の孔型（改良前の孔型６９に相当する孔型）を中間圧延孔型に適用し、以下の表１に示す条件６、７で被圧延材の圧延造形を実施した。

条件１〜７のそれぞれに示した条件の孔型での圧延造形は複数パスで行い、表１に示すフランジ／ウェブ延伸比λｆ１／λｗ、λｆ２／λｗ、λｆ３／λｗは複数パスでの圧延造形の１パスあたりの延伸比である。なお、実施例及び比較例において、製造する最終製品としてのハット形鋼矢板製品のフランジ角度θｆは４８°とした。図９は、本実施例についての説明図であり、実施例に係る第３の孔型での圧延造形の最終パスの様子を示す概略断面図である。なお、図９には、最終製品と同様のフランジ角度θｆ＝４８°を有するフランジ対向部分の形状を破線で図示している。表１に示す各符号θｆ１、θｆ２、θｆ３等の値は、図９に示した箇所の値である。

表１に示すように、各条件１〜５においては、孔型に急傾斜部を形成させるに際し、角度θｆ１、θｆ２、θｆ３の値を表１のように変更し、各条件で中間圧延を行った。そして、その後、各条件で圧延造形された被圧延材のフランジ対応部を後段の圧延機にて直線状（平坦形状）に整形し、フランジ波の発生の有無等の形状不良を確認した。

条件１〜５においては、孔型にθｆ１＞θｆ２、θｆ１＞θｆ３となる急傾斜部を形成させたため、λｆ１＜λｆ２、λｆ１＜λｆ３であり、λｆ１／λｗの値は０．９６７〜１．００４となっている。このような条件下では、急傾斜部におけるフランジ延伸が低下しフランジ波の発生が抑制された。条件１〜４については、上記式（６）を満たすようにλｆ１／λｗの値は０．９６７〜１．０００となっており、中間圧延時からフランジ波の発生は無いことが確認された。また、条件５に関しては、上記式（６）の範囲からは少しはずれたため、中間圧延時に一部のパスで軽微なフランジ波が確認されたものの、後段圧延等を経た製品ではフランジ波は確認されず十分な効果が確認された。

一方、条件６（比較例）においては、孔型に急傾斜部を形成させずに圧延造形を行ったため、フランジ延伸λｆ１＞ウェブ延伸λｗであり、上記実施の形態で説明した式（６）を満たさないような圧延造形であるため、フランジ波の発生が確認された。
また、条件７（比較例）では、製品のフランジ厚を１．２ｍｍ厚くして、式（６）を満たすようにλｆ１／λｗの値が０．９９５の条件で圧延を行ったが、条件６と同様に孔型に急傾斜部を形成させずに圧延造形を行ったため、フランジ波の発生が確認された。
即ち、条件６、７の比較例では、孔型に急傾斜部を形成させず、フランジ部の傾斜角度がどの位置でも一定であるような条件下で圧延造形を行ったため、フランジ部の位置（部位）によって延伸が異なり、フランジ波が発生していた。
以上のことから、孔型のフランジ対向部分を３つの部分に屈曲させることでフランジ波の抑制を抑え、フランジ厚が薄いサイズの製造が可能となることがわかる。

本発明は、例えばハット形鋼矢板、Ｕ形鋼矢板等のフランジを有する鋼矢板の製造技術に適用できる。

１…圧延設備
３…ウェブ対応部
５、６…フランジ対応部
８、９…腕対応部
１０、１１…継手対応部
１４、１５…爪部
１７…粗圧延機
１８…第１中間圧延機
１９…第２中間圧延機
３０…仕上圧延機
４５…（第１の孔型の）上孔型ロール
４８…（第１の孔型の）下孔型ロール
４９…第１の孔型
５５…（第２の孔型の）上孔型ロール
５８…（第２の孔型の）下孔型ロール
５９…第２の孔型
６５…（第３の孔型の）上孔型ロール
６８…（第３の孔型の）下孔型ロール
６９…第３の孔型
６９’…改良された第３の孔型
７５…（第４の孔型の）上孔型ロール
７８…（第４の孔型の）下孔型ロール
７９…第４の孔型
８５…（第５の孔型の）上孔型ロール
８８…（第５の孔型の）下孔型ロール
８９…第５の孔型
１００…対向部分
１００ａ〜１００ｃ…フランジ対向部分
１０１ａ〜１０１ｃ…フランジ対向部分
Ａ（Ａ１〜Ａ５）…被圧延材
Ｌ…圧延ライン
Ｏ…中立線

Claims (16)

1. 孔型ロール圧延によって被圧延材からフランジを有する鋼矢板を形成する製造方法であって、
   同一の孔型により前記被圧延材に対してリバース圧延を行う工程を具備し、
   前記リバース圧延を行う工程は、中立線を跨ぐ第１フランジ部と、当該第１フランジ部の両側に配置される第２及び第３フランジ部を形成する工程を含み、
   前記孔型は、前記第１フランジ部を形成するための第１フランジ対向部分と、前記第２フランジ部を形成するための第２フランジ対向部分と、前記第３フランジ部を形成するための第３フランジ対向部分と、を備え、
   水平面に対する、前記第１フランジ対向部分の傾斜角度は、前記第２及び第３フランジ対向部分の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする、フランジを有する鋼矢板の製造方法。
2. 前記リバース圧延を行う工程は、ウェブ対応部と、腕対応部を形成する工程を含み、
   前記孔型は、前記ウェブ対応部を形成するためのウェブ対向部分と、前記腕対応部を形成するための腕対向部分と、を備え、
   前記孔型は、前記第２フランジ対向部分を少なくとも一つ含むウェブ側フランジ対向部分群と、前記第３フランジ対向部分を少なくとも一つ含む腕側フランジ対向部分群と、を備え、
   前記ウェブ側フランジ対向部分群と前記ウェブ対向部分との境界部と、前記腕側フランジ対向部分群と前記腕対向部分との境界部と、を結ぶ直線に対し、
   前記第２フランジ対向部分は、フランジ外側方向に凸形状であり、
   前記第３フランジ対向部分は、フランジ内側方向に凸形状であることを特徴とする、請求項１に記載のフランジを有する鋼矢板の製造方法。
3. 前記孔型においては、前記第１フランジ部におけるフランジ延伸λｆ１が、前記第２フランジ部及び第３フランジ部におけるフランジ延伸λｆ２、λｆ３よりも小さい圧延が行われることを特徴とする、請求項１又は２に記載のフランジを有する鋼矢板の製造方法。
4. 前記第１フランジ部、第２フランジ部、及び、第３フランジ部を形成する工程は、中間圧延工程であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフランジを有する鋼矢板の製造方法。
5. 前記孔型は、幅方向の両端部が開放された孔型形状を有することを特徴とする、請求項４に記載のフランジを有する鋼矢板の製造方法。
6. 前記第１フランジ部、第２フランジ部、及び、第３フランジ部を形成する工程により被圧延材に形成された屈曲形状のフランジ対応部は、当該工程の後段孔型での圧延により所望の平坦形状に圧延造形されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフランジを有する鋼矢板の製造方法。
7. 前記孔型においては、前記第１フランジ部におけるフランジ延伸λｆ１が、ウェブ延伸λｗ以下となるように圧延が行われることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフランジを有する鋼矢板の製造方法。
8. 前記鋼矢板がハット形鋼矢板であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフランジを有する鋼矢板の製造方法。
9. 孔型ロール圧延によって被圧延材からフランジを有する鋼矢板を形成する製造設備であって、
   同一の孔型により前記被圧延材に対してリバース圧延を行う圧延機を具備し、
   前記リバース圧延を行う圧延機は、中立線を跨ぐ第１フランジ部と、当該第１フランジ部の両側に配置される第２及び第３フランジ部を形成する孔型を含み、
   当該孔型は、前記第１フランジ部を形成するための第１フランジ対向部分と、前記第２フランジ部を形成するための第２フランジ対向部分と、前記第３フランジ部を形成するための第３フランジ対向部分と、を備え、
   水平面に対する、前記第１フランジ対向部分の傾斜角度は、前記第２及び第３フランジ対向部分の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする、フランジを有する鋼矢板の製造設備。
10. 前記リバース圧延を行う圧延機は、ウェブ対応部と、腕対応部を形成する孔型を含み、
    前記孔型は、前記ウェブ対応部を形成するためのウェブ対向部分と、前記腕対応部を形成するための腕対向部分と、を備え、
    前記孔型は、前記第２フランジ対向部分を少なくとも一つ含むウェブ側フランジ対向部分群と、前記第３フランジ対向部分を少なくとも一つ含む腕側フランジ対向部分群と、を備え、
    前記ウェブ側フランジ対向部分群と前記ウェブ対向部分との境界部と、前記腕側フランジ対向部分群と前記腕対向部分との境界部と、を結ぶ直線に対し、
    前記第２フランジ対向部分は、フランジ外側方向に凸形状であり、
    前記第３フランジ対向部分は、フランジ内側方向に凸形状であることを特徴とする、請求項９に記載のフランジを有する鋼矢板の製造設備。
11. 前記孔型においては、前記第１フランジ部におけるフランジ延伸λｆ１が、前記第２フランジ部及び第３フランジ部におけるフランジ延伸λｆ２、λｆ３よりも小さいことを特徴とする、請求項９又は１０に記載のフランジを有する鋼矢板の製造設備。
12. 前記孔型は、中間圧延機に設けられる孔型であることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のフランジを有する鋼矢板の製造設備。
13. 前記孔型は、幅方向の両端部が開放された孔型形状を有することを特徴とする、請求項１２に記載のフランジを有する鋼矢板の製造設備。
14. 前記第１フランジ部、第２フランジ部、及び、第３フランジ部を形成する孔型での圧延により被圧延材に形成された屈曲形状のフランジ対応部を所望の平坦形状に圧延造形する後段孔型を備えることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか一項に記載のフランジを有する鋼矢板の製造設備。
15. 前記孔型においては、前記第１フランジ部におけるフランジ延伸λｆ１が、ウェブ延伸λｗ以下であることを特徴とする、請求項９〜１４のいずれか一項に記載のフランジを有する鋼矢板の製造設備。
16. 前記鋼矢板がハット形鋼矢板であることを特徴とする、請求項９〜１５のいずれか一項に記載のフランジを有する鋼矢板の製造設備。

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