WO2021182528A1 - ハット形鋼矢板の製造方法 - Google Patents

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WO2021182528A1
WO2021182528A1 PCT/JP2021/009617 JP2021009617W WO2021182528A1 WO 2021182528 A1 WO2021182528 A1 WO 2021182528A1 JP 2021009617 W JP2021009617 W JP 2021009617W WO 2021182528 A1 WO2021182528 A1 WO 2021182528A1
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WO
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flange
rolling
hole type
web
hat
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PCT/JP2021/009617
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩 山下
慎也 林
雅典 河合
Original Assignee
日本製鉄株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/082—Piling sections having lateral edges specially adapted for interlocking with each other in order to build a wall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
    • B21D5/08—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles making use of forming-rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/06—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged vertically, e.g. edgers

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a hat-shaped steel sheet pile.
  • a method for manufacturing a hat-shaped steel sheet pile As a method for manufacturing a hat-shaped steel sheet pile, a method of rolling to a steel sheet pile as a product by a hot rolling method is the mainstream, and in Patent Document 1 and Patent Document 2, a hat using a general hole-shaped rolling method is used. A method for manufacturing a shaped steel sheet pile or the like is disclosed. Conventionally, hat-shaped steel sheet piles and the like have been manufactured by the manufacturing process disclosed in such publicly known documents. Hereinafter, the prior art will be described with reference to the drawings based on these publicly known documents.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a manufacturing process of a conventional general hat-shaped steel sheet pile.
  • a manufacturing process of a hat-shaped steel sheet pile for example, a rectangular member is first heated to a predetermined temperature by a heating furnace, and then rough-formed by a rough rolling mill having a double roll pair forming a hole shape. Manufacture wood. Then, after forming the intermediate material from the rough-shaped material by an intermediate rolling mill having a double roll pair forming a hole shape, the joint is formed by a finishing rolling mill having a double roll pair forming a hole shape. Get the product you have.
  • FIGS. 2 (a) to 2 (f) are explanatory views showing a modeling process after the process performed by the rough rolling mill in the production of the conventional hat-shaped steel sheet pile.
  • FIGS. 2 (a) to 2 (c) show the steps in the rough rolling mill
  • (d) and (e) show the steps in the intermediate rolling mill
  • (f) shows the steps in the finishing rolling mill.
  • the above-mentioned Patent Document 1 mainly describes a method of rolling an intermediate material
  • the above-mentioned Patent Document 2 describes a method of bending a joint portion of an intermediate material to bend and shape a product joint. There is.
  • Bloom or slab is generally used as the rectangular material.
  • a rough shape material is formed by sequentially rolling the rectangular material by the arranged hole molds in a rough rolling machine in which two or three hole molds are arranged.
  • the rough shape material is sequentially rolled by the arranged hole molds to form the intermediate material.
  • the left joint portion and the right joint portion have an asymmetric shape (point symmetry), and the height difference is large. Therefore, as shown in FIG. 2 (e), the left arm portion and the right arm portion are separated.
  • the heights of the left joint and the right joint are aligned, and the inertial spindle of the cross section is aligned with the reduction direction (vertical direction in FIG. 2), so that the bending at the exit side of rolling is performed. Is suppressed.
  • the joint part is bent and shaped around the base of the joint bottom to form the joint.
  • the product shown in FIG. 2 (f) is modeled.
  • the conventional method for forming a hat-shaped steel sheet pile described with reference to FIGS. 1 and 2 when a product is formed from a rectangular material, about 7 to 10 hole molds are used, for a total of 30. Processing of about the pass is required.
  • Patent Document 3 different heights or widths are obtained by cold working with a roll forming device (see FIG. 3) having a bearing roll or the like for a product formed by the above-mentioned method.
  • Conventional techniques such as manufacturing a hat-shaped steel sheet pile having the cross-sectional shape of the above are also known.
  • FIGS. 1 to 3 a process as shown in FIGS. 1 to 3 is known as a method for manufacturing a hat-shaped steel sheet pile.
  • the modeling method according to the prior art in order to reduce the manufacturing cost, it is necessary to increase the manufacturing efficiency and the yield. Then, as a means for that, for example, it is conceivable to reduce the number of pore types. By reducing the number of hole molds, it is possible to suppress the time loss due to the transfer of the material to be rolled (rectangular material, intermediate material, etc.) between the hole molds and the temperature drop of the material to be rolled due to heat dissipation during that time.
  • the manufacturing efficiency is improved, and further, the temperature drop of the material to be rolled is suppressed, so that the rolling elongation length is extended, and the ratio of rounding defects at the rear end of the material to be rolled is reduced. It is possible to reduce the yield and improve the yield.
  • reducing the number of pore types means increasing the amount of reduction per hole type and the stretching in each hole type.
  • one pass half reciprocation in the hole type.
  • hole-type multi-pass rolling multi-pass reverse rolling of two or more passes
  • shaped steel such as hat-shaped steel sheet piles has a plate thickness distribution in the width direction, and in order to roll such shaped steel by a hole mold provided in a double roll pair, one pass is used for each hole mold.
  • the basic principle is to perform only rolling, except for the initial stage of rolling using a rough rolling mill (hereinafter referred to as rough rolling) and rolling using an intermediate rolling mill (hereinafter referred to as intermediate rolling). Therefore, hole-type multi-pass rolling is not performed. This is because the hole type multi-pass rolling is performed so that the hole type is not filled with metal (material to be rolled) (hereinafter referred to as “meat shrinkage”) and the metal overflows from the hole type (hereinafter referred to as “bite”).
  • the flange portion In the hat-shaped steel sheet pile, the flange portion is sandwiched between the web portion and the arm portion on both sides, and its elongation and width expansion are suppressed, and compressive stress is likely to occur in the flange portion instead of meshing.
  • buckling limit stress When the buckling limit stress is exceeded, buckling occurs and waviness (hereinafter referred to as flange wave) is generated.
  • flange wave waviness
  • the web portion of the hat-shaped steel sheet pile has a horizontal shape, and in that state, it is repeatedly pressed down from the vertical direction. Therefore, when the web portion and the flange portion are reduced by the same amount of reduction in the roll gap direction, the actual stretching of the flange portion (tf + ⁇ F) / tf is smaller than the stretching of the web portion (tw + ⁇ W) / tw. It was. Therefore, it is impossible to reduce the roll gap with the same caliber and reduce the web portion and the flange portion with the same stretching over multiple passes. It was difficult to perform stable rolling because the line length in the cross section changed significantly.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram of a shape change of bending molding in cold working, and cold bending molding as disclosed in Patent Document 3 is performed on a material (steel material) having no overall width fluctuation in the longitudinal direction.
  • the present invention performs rolling at a height lower than the desired height of the steel sheet pile product at a rolling stand provided with only one caliber on one rolling stand in intermediate to finish rolling. It is an object of the present invention to provide a method for producing a steel sheet pile, which can obtain a steel sheet pile product having a desired height by performing bending forming online, and can improve production efficiency, shorten rolling time, and reduce costs.
  • the present invention provides a method for producing a steel sheet pile, which can prevent flange waves and twists in rolling in the intermediate rolling of the production of steel sheet piles, and can stably perform hole-type multi-pass rolling.
  • the purpose is to do.
  • a method for manufacturing a hat-shaped steel sheet pile in which the material to be rolled is roughly rolled, intermediately rolled and finish-rolled by hot rolling and then bent.
  • the rolled material is composed of a web-corresponding part, a flange-corresponding part, an arm-corresponding part, and a joint-corresponding part.
  • a corner portion is formed as a portion, and in the intermediate rolling, the material to be rolled is hotly determined by the hole type provided in the upper and lower hole type rolls in one or a plurality of intermediate rolling machines composed of one stand and one hole type. It is performed by multiple-pass rolling at a height lower than the target product height of
  • a method for manufacturing a hat-shaped steel sheet pile is provided, which comprises forming the rolled steel sheet pile into a target height and a target width.
  • the present invention it is desired to perform intermediate rolling to finish rolling at a rolling stand provided with only one stand and one caliber at a height lower than the desired height of the steel sheet pile product, and then bending and forming online.
  • the height of steel sheet pile products can be obtained, the production efficiency can be improved, the rolling time can be shortened and the cost can be reduced.
  • FIG. It is explanatory drawing which shows the state of (a) twist, (b) flange wave which occurs when the hole type multi-pass rolling of a hat-shaped steel sheet pile is performed under inappropriate conditions. It is explanatory drawing about the shape change of bending molding in cold working. It is explanatory drawing about the contact state with a hole type roll.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a rolling line L (one-dot chain line in the figure) for manufacturing a hat-shaped steel sheet pile according to an embodiment of the present invention, a rolling mill provided in the rolling line L, and the like.
  • the rolling progress direction of the rolling line L is the direction indicated by the arrow, and the material to be rolled flows in that direction, and rolling and bending are performed at each rolling mill and bending molding machine on the line.
  • the product is shaped.
  • a rolling method (so-called multi-pass rolling) in which the material to be rolled is reciprocated a plurality of times in the same rolling mill is also described by a long-dashed line.
  • the rough rolling mill 10, the first intermediate rolling mill 13, the second intermediate rolling mill 16, the finishing rolling mill 19, and the bending forming machine 20 are arranged in this order on the rolling line L from the upstream. .. Further, an edger rolling mill 14 is arranged adjacent to the upstream side of the first intermediate rolling mill 13, and an edger rolling mill 17 is arranged adjacent to the downstream side of the second intermediate rolling mill 16.
  • a rectangular material (material to be rolled) heated in a heating furnace (not shown) is sequentially hot-rolled in the rough rolling mill 10 to the finishing rolling mill 19, and further formed by the hot bending molding machine 20. And becomes the final product.
  • the material to be rolled by the rough rolling mill 10 is the rough material
  • the material to be rolled by the first intermediate rolling mill 13 to the second intermediate rolling mill 16 is the intermediate material and finish rolling.
  • the material to be rolled by the machine 19 is also referred to as a finishing material 19a. That is, the final product (that is, the hat-shaped steel sheet pile product) is obtained by molding (changing the cross section) the finishing material 19a by the bending forming machine 20.
  • the rough rolling mill 10, the first intermediate rolling mill 13, the second intermediate rolling mill 16, the finishing rolling mill 19, and the edger rolling mills 14 and 17 arranged incidentally on the rolling line L have been conventionally used. Since it is a general equipment used in the manufacture of steel sheet piles, the detailed description of the apparatus configuration and the like will be omitted in the present embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic side sectional view of the bending molding machine 20
  • FIG. 7 is a schematic front view of the bending molding machine 20.
  • the bending forming machine 20 shown in FIGS. 6 and 7 bends (bends and forms) the finishing material 19a that has been finished and rolled by the finishing rolling machine 19.
  • FIG. 7 shows a schematic front view of the first stand 22 included in the bending molding machine 20 described below.
  • the bending molding machine 20 is composed of two molding stands (molding stands 22 and 23 described below) is illustrated and described, but the bending molding machine 20 is a single stand. Alternatively, it may be composed of any plurality of stands.
  • the bending molding machine 20 has two molding stands 22 and 23 (hereinafter, the first stand 22 on the upstream side and the second stand 23 on the downstream side) arranged in series adjacent to each other. Also called). Further, as shown in FIG. 7, each of the stands 22 and 23 is provided with a hole type for molding (hole type 45, 55 described later) composed of an upper hole type roll and a lower hole type roll. The hole shape is different between the first stand 22 and the second stand 23.
  • a hole type for molding hole type 45, 55 described later
  • FIG. 8 is a schematic enlarged front view showing the hole shape of the first stand 22, and FIG. 9 is a schematic enlarged front view showing the hole shape of the second stand 23.
  • FIG. 8 shows the cross-sectional shape of the finishing material 19a, which is the state before molding by the bending molding machine 20, by a dash-dotted line
  • FIG. 9 shows the finishing, which is the state before molding by the second stand 23.
  • the cross-sectional shape of the material 19a' is illustrated by a alternate long and short dash line.
  • the first stand 22 is provided with the upper hole type roll 40 and the lower hole type roll 41 supported by the housing 44, and the upper hole type roll 40 and the lower hole type roll 41 are provided.
  • the hole type 45 is configured by the above.
  • the shape of the portion corresponding to the flange to the portion corresponding to the joint is one step before the hat-shaped steel sheet pile product (that is, the shape of the hat-shaped steel sheet pile product).
  • the hole type 45 has an angle formed by a portion of the finishing material 19a corresponding to the flange (that is, a flange corresponding portion) and a portion of the finishing material 19a corresponding to the web (that is, a web corresponding portion), and an arm of the finishing material 19a.
  • the angle formed by the portion corresponding to (that is, the arm corresponding portion) is changed, and the height and width of the finishing material 19a are bent into a predetermined shape (that is, a cross-sectional shape close to the product).
  • the material to be rolled (rough material to finishing material 19a) is rolled in a rough rolling machine 10 to a finishing rolling machine 19 with a shape whose height is kept low, and bending is formed.
  • the machine 20 a method is adopted in which bending is performed so as to raise the height of the material to be rolled to a desired product height. This makes it possible to manufacture large-sized hat-shaped steel sheet pile products.
  • the upper hole type roll 50 and the lower hole type roll 51 are provided on the second stand 23 while being supported by the housing 54, and the upper hole type roll 50 and the lower hole type roll 51 provide the second stand 23.
  • a hole type 55 is configured.
  • the hole type 55 has a shape close to a desired product shape, and has a portion corresponding to the flange formed by the first stand 22 of the bending forming machine 20 (that is, a flange corresponding portion) and a web of the finishing material 19a.
  • the angle formed by the portion corresponding to (that is, the web-corresponding portion) and the angle formed by the portion corresponding to the arm (that is, the arm-corresponding portion) are changed, and the flange shape, the arm shape, and the joint shape are formed into predetermined shapes. It is molded into (that is, the shape of the product). That is, in the second stand 23, molding is performed in which the inclination angle of the flange-corresponding portion, which was insufficient for the product shape in the molding on the first stand 22, is deformed to an angle corresponding to the product shape.
  • the roll gaps (roll gaps of the upper hole type roll 40 and the lower hole type roll 41 and the roll gaps of the upper hole type roll 50 and the lower hole type roll 51) in the hole type 45 and the hole type 55 at the time of bending molding are , It is configured to be larger than the thickness of the flange-corresponding portion and the web-corresponding portion of the finishing material 19a. That is, in the bending forming machine 20, the plate thickness of the finishing material 19a is not reduced, and the perforated rolls of the first stand 22 and the second stand 23 and the finishing material 19a are provided only at some predetermined locations described later.
  • the structure is such that bending molding is performed in contact with each other.
  • the perforated rolls of the first stand 22 and the second stand 23 and the finishing material 19a may be reduced in addition to contacting some predetermined portions.
  • the term "contact” as used herein refers to a state in which only one of the upper surface or the lower surface of a specific portion of the finishing material 19a is in contact with the peripheral surface of the hole-shaped roll in the bending molding machine 20.
  • “compression” means that in the bending forming machine 20, both the upper surface and the lower surface of the specific portion of the finishing material 19a are in contact with the hole-shaped roll, and a force is applied so as to reduce the thickness. say.
  • the roll gap of the web-corresponding portion and the portion facing the flange-corresponding portion is about 0.5 mm to 3 mm larger than the thickness of the flange-corresponding portion and the web-corresponding portion of the finishing material 19a.
  • the roll gap may be configured to be larger than the thickness of the arm-corresponding portion over the entire cross section. ..
  • the grace range of the roll gap is smaller than 0.5 mm, the thickness may be reduced due to the fluctuation of the plate thickness of the finishing material 19a, and the load of the bending forming machine 20 may increase. If it is too large, it may not be possible to mold the tilt angle of the flange corresponding portion to the target angle.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the “roll gap-material thickness (that is, the grace value of the roll gap)” at the time of bending molding of the finishing material 19a and the “load and torque” applied to the bending molding machine 20.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the “roll gap-material thickness (that is, the grace value of the roll gap)” during bending molding of the finishing material 19a and the “web-flange angle” after bending molding.
  • the dimensional conditions are that the finishing material 19a after finishing rolling has a width of 1400 mm, a web thickness of 14.7 mm, a flange thickness of 11.4 mm, and a flange angle of 40 ° (web-flange angle 140 °).
  • the substantially hat-shaped steel sheet pile shape is bent and formed on the first stand 22 with a flange angle of 56 ° (web-flange angle of 124 °) as a target.
  • FIG. 12 is a schematic explanatory view showing a dimensional relationship at the time of bending molding on the first stand 22.
  • the examination here includes roll gaps T1, T2, and T3 at each of the web-corresponding portion, the flange-corresponding portion, and the arm-corresponding portion shown in FIG. 12, and the thicknesses t1, t2, and t3 of the finishing material 19a at each location.
  • the grace value of the roll gap is 0.5 mm or more during bending, the load and torque change slowly, whereas the grace value of the roll gap is less than 0.5 mm, particularly less than 0.2 mm.
  • the increase rate of the load and the torque becomes large, and the increase at 0 mm or less (that is, under the thickness reduction) is remarkable. From this result, it can be seen that in order to keep the molding load (load / torque) of the bending molding machine 20 low, it is preferable to set the grace value of the roll gap to 0.5 mm or more in consideration of the actual thickness variation.
  • the bending molding is substantially performed at a desired target angle (that is, a target web-flange angle of 124 ° ⁇ .
  • a target web-flange angle of 124 ° ⁇ .
  • the upper limit of the grace value of the roll gap is preferably 3 mm.
  • FIG. 13 is an explanatory view of a shape change of the material to be rolled (finishing material 19a) that is bent and molded in the first stand 22 and the second stand 23, and FIG. b) shows a schematic cross-sectional view during machining on the first stand 22, and (c) shows a schematic cross-sectional view during machining on the second stand 23.
  • the finishing material 19a has a substantially hat-shaped shape, and has a substantially horizontal web-corresponding portion 60 and a predetermined angle (angle in the drawing) larger than the product shape at both ends of the web-corresponding portion 60.
  • the flange-corresponding portions 62 and 63 connected by the corner portions 70 (shown as ⁇ ) and the flange-corresponding portions 62 and 63 are connected to the ends different from the connecting side with the web-corresponding portion via the corner portion 71. It is composed of arm-corresponding portions 65 and 66 and joint-corresponding portions 68 and 69 formed at the tips of the arm-corresponding portions 65 and 66. Further, the thickness of the finishing material 19a is substantially the thickness of the product by rolling in the finishing rolling mill 19, and the shapes of the joint corresponding portions 68 and 69 are also substantially the product joint shape.
  • the plate thickness of the corner portion 70 may be dimensionally designed to be thicker than the product plate thickness.
  • the plate thickness of the web-flange corner portion 70 is the rolling conditions in hot rolling performed by a rough rolling mill 10, a first intermediate rolling mill 13, a second intermediate rolling mill 16, a finishing rolling mill 19 and the like (see FIG. 1). It can be rolled to a desired plate thickness by rolling design.
  • the plate thickness of the corner portion 71 may be dimensionally designed to be thicker than the product plate thickness.
  • the plate thickness of the flange-arm corner portion 71 is the rolling conditions in hot rolling performed by a rough rolling mill 10, a first intermediate rolling mill 13, a second intermediate rolling mill 16, a finishing rolling mill 19 and the like (see FIG. 1). It can be rolled to a desired plate thickness by rolling design.
  • the angle ⁇ formed by the web-corresponding portion 60 and the flange-corresponding portions 62 and 63 in the hole type 45 of the first stand 22 becomes small (the angle shown in FIG. 13B). It is bent and molded so as to be ⁇ 1 ), and as shown in FIG. 13 (b), the height becomes close to the desired product height. That is, in the first stand 22, bending processing is performed so that the height of the finishing material 19a is increased.
  • the finishing material 19a is bent and molded into a substantially product shape in the hole type 55 of the second stand 23.
  • FIG. 14 is an explanatory view of a contact portion of the finishing material 19a in the bending molding machine 20, and (a) to (d) show an example of each contact portion.
  • the contact points are shown by thick lines.
  • each of the hole type rolls and the finishing material 19a are in contact with each other only at a part of a predetermined portion, and the plate thickness is not reduced.
  • Specific contact points between the hole-shaped roll and the finishing material 19a are, for example, as shown in FIG.
  • the "contact” may be at least as long as the material and the pore-shaped roll are in contact with each other, and may be in a state in which a force for pressing the material is further applied.
  • the contact points 70a and 70b are inside the corner portion 70 at the boundary between the web-corresponding portion 60 and the flange-corresponding portions 62 and 63.
  • the contact points 71a and 71b are inside the corner portion 71 at the boundary between the flange corresponding portions 62 and 63 and the arm corresponding portions 65 and 66.
  • reaction forces are generated in a direction commensurate with the reaction forces at 70a and 70b, respectively.
  • the flange-corresponding portions 62 and 63 and the web-corresponding portion 60 form.
  • the corners can be bent efficiently. Since the web-corresponding portion 60 tends to warp downward in the drawing during bending, the web is brought into contact with the lower surface center portion 60a away from both sides (corner portion 70) of the web-corresponding portion 60. This is because the bending moment can be effectively applied to both ends of the corresponding portion 60.
  • the upper surfaces (outer surfaces) 65a and 66a of the arm-corresponding portions 65 and 66 are contact points in order to make the arm-corresponding portions 65 and 66 substantially horizontal.
  • the hole type 45 of the first stand 22 and the hole type 55 of the second stand 23 are finished.
  • the inner upper portions 62a and 63a of the flange corresponding portions 62 and 63 of the material 19a are brought into contact with the upper hole type rolls 40 and 50, and the outer lower portions 62b and 63b of the flange corresponding portions 62 and 63 are brought into contact with the prepared hole type rolls 41 and 51. It is desirable to contact with.
  • the corner portions 70 and 71 are bent at three points by the hole-shaped roll shape, so that highly accurate bending molding can be performed.
  • the upper surface (outer surface) 68a and 69a of the joint corresponding portions 68 and 69 are formed on the upper hole type roll 40. It may be brought into contact with 50.
  • the joint corresponding portions 68 and 69 can be formed so as to be substantially horizontal, and more accurate bending forming can be performed.
  • FIG. 22 the contact portion of the hole-shaped roll corresponding to the contact portion of the finishing material 19a in FIG. 14D is shown by being surrounded by a broken line. Corner portions 90 (90a to 90d) of the upper hole type roll and the lower hole type roll facing the corner portion of the boundary between the web corresponding portion 60 and the flange corresponding portion 62, 63 of the finishing material 19a, and the flange corresponding portions 62, 63.
  • a radius (curvature portion) is usually formed in the corner portions 94 (94a to 94d) of the upper hole type roll and the lower hole type roll facing the corner portion of the boundary between the arm and the arm corresponding portions 65 and 66.
  • the corners 90a and 90c of the upper hole type roll 40 (or 50) facing the web-corresponding portions 60 and the flange-corresponding portions 62 and 63 of the finishing material 19a are brought into contact with the inner corner portions 70a and 70b. ..
  • the outside of the corner portion of the boundary between the web-corresponding portion 60 and the flange-corresponding portions 62 and 63 and the corner portions 90b and 90d of the prepared hole type roll 41 (or 51) facing the corner portion 90b and 90d are not in contact with each other.
  • the prepared hole type roll 41 (or 51) is a portion of the finishing material 19a that faces the lower surface (outside) central portion 60a of the web-corresponding portion 60 and a portion of the flange-corresponding portions 62 and 63 that faces the outer lower portions 62b and 63b. Are in contact.
  • the corner portion 94b of the prepared hole type roll 41 (or 51) facing the corner portion 94b Contact 94d.
  • the outer corners of the boundary between the flange-corresponding portions 62 and 63 and the arm-corresponding portions 65 and 66 and the corner portions 94a and 94c of the upper hole type roll 40 (or 50) facing the corners are not in contact with each other.
  • the upper hole type roll is in contact with the portions of the finishing material 19a facing the upper surfaces (outer surfaces) 65a and 66a of the arm corresponding portions 65 and 66 and the portions facing the inner upper portions 62a and 63a of the flange corresponding portions 62 and 63.
  • the upper surfaces (outer surfaces) 68a and 69a of the joint corresponding portions 68 and 69 are in contact with each other at the portions of the upper hole type rolls 40 and 50 facing the upper surfaces (outer surfaces) 68a and 69a.
  • the contact state with the upper and lower hole type rolls corresponding to FIG. 14 (d) has been described, but also in FIGS. 14 (a) to 14 (c), the hole type rolls facing the contact points of the finishing material 19a are similarly applied. You just have to make contact with.
  • each of the contacting points in bending molding is described.
  • the position configuration is not such that the thickness of the finishing material 19a is reduced.
  • the structure is not such that a specific portion of the finishing material 19a is pressed (that is, pressed down) from both sides by both the upper and lower hole type rolls, and the roll gap of the upper and lower hole type rolls is also the finishing material 19a. Since it is configured to be larger than the plate thickness of, the plate thickness is not reduced. If the web-corresponding portion 60 and the flange-corresponding portions 62 and 63 are not reduced, the reduction reaction force does not need to be increased unnecessarily.
  • FIGS. 14 and 22 an example of a configuration in which a part of each hole-shaped roll is brought into contact with each of the corner portions 70 and 71 has been illustrated and described. It is not limited. That is, in addition to the above-mentioned contact points with reference to FIGS. 14 and 22, additional contact points may be provided.
  • FIG. 15 is an explanatory view of a contact portion of the finishing material 19a in the bending molding machine 20, and (a) to (d) show another example of the contact portion.
  • the same contact points as those in FIG. 14 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the outer sides 70c and 70d of the corners 70 at the boundary between the web-corresponding portions 60 and the flange-corresponding portions 62 and 63 hereinafter, web-flange corners).
  • Outside 71c, 71d (hereinafter also referred to as flange-arm corner outside 71c, 71d) and outside 71c, 71d of the corner portion 71 at the boundary between the flange corresponding portions 62, 63 and the arm corresponding portions 65, 66) May be provided.
  • the plate thickness of the web-flange corner portion 70 and the flange-arm corner portion 71 is the product plate thickness. After being rolled to be thicker, it may be conveyed to the bending forming machine 20. Then, the roll gap of the upper and lower hole type rolls of the portion of the finishing material 19a facing the web-flange corner portion 70 and the flange-arm corner portion 71 may be set to be the product plate thickness.
  • the web-flange corner portion 70 and the flange-arm corner portion 71 which are in a state where the plate thickness is thicker than the product plate thickness, are vertically hole-shaped rolls in the finishing material 19a. It is compressed by both sides and the entire material is bent and molded.
  • the reduction is not performed in principle at the time of bending and forming the finishing material 19a, the reduction may be performed only at a predetermined part (see FIG. 15).
  • the finishing material 19a is reduced, the entire plate thickness direction of the compressed region is plastically deformed. Due to the plastic deformation due to rolling, the stress distribution within the plate thickness due to bending moves toward compression as a whole, and the bending moment acting on the corners becomes smaller. Therefore, the springback after bending and forming becomes very small in the range where the entire plate thickness direction is plastically deformed.
  • the web-flange corner portion 70 and the flange-arm corner portion 71 are not reduced.
  • the molding load increases, the tensile stress on the outside can be reduced while suppressing the increase in the compressive stress on the inside in the thickness direction of the corners 70 and 71 of the finishing material 19a during bending and molding.
  • the springback can be reduced to reduce the variation in the dimensional shape of the finishing material 19a in the longitudinal direction.
  • rolling can be performed in an optimum shape without being restricted by the product shape (angle), and productivity and yield are improved.
  • a product having a large cross section with excellent dimensional accuracy can be manufactured at low cost without being restricted by the roll diameter of the rolling mill.
  • the equipment can be made smaller than in the case of cold processing, and the dimensional shape and material can be stabilized.
  • the reduction rate in bending molding is preferably 20% or less, more preferably 2 to 10%. If the pressure is reduced by as much as 2%, the entire plate thickness direction of the web-flange corner portion 70 and the flange-arm corner portion 71 becomes a plastic region, and springback after bending and forming can be reduced. However, it is necessary to adjust the plate thickness of the web-flange corner portion 70 and the flange-arm corner portion 71 of the material to be rolled in the rolling process so that the condition of the rolling reduction can be satisfied. ..
  • the corner portions 70 and 71 may be reduced in all the stands, but at least the corner portions 70 in the final stand (the second stand 23 in the present embodiment). If the reduction of 71 is performed, the effect of reducing the spring bag after molding can be enjoyed.
  • the roll gap in each of the upper and lower hole type rolls of the bending molding machine 20 is larger than the thickness of the flange-corresponding portion and the web-corresponding portion of the finishing material 19a. Due to the configuration, for example, even if there is a difference in the thickness of the left and right flange-corresponding parts of the material to be rolled due to the displacement of the upper and lower hole type rolls in the thrust direction in the rolling process (rough rolling to finish rolling), one side It is possible to avoid a situation in which the material passing material becomes unstable by bending and forming only the flange-corresponding portion while rolling down the thickness.
  • bending molding is performed hot.
  • the finish rolling machine 19 and the bending forming machine 20 are arranged in tandem, and the finishing rolling and bending forming are continuously performed hot, so that the temperature drop of the material to be rolled is reduced.
  • hot finish rolling / bending molding refers to rolling / molding at a temperature before the transformation of the material to be rolled is completed.
  • the finishing material 19a is formed by a hole-shaped roll, and a three-point bending moment is generated at a corner portion due to the hole-shaped roll shape, and the corner portion is further bent to approach the product shape. ..
  • the perforated rolls come into contact with each other only at a predetermined portion of the finishing material 19a shown in FIG. 14 or FIG.
  • the molding performed in the respective hole molds 45 and 55 has been described with reference to FIGS. 13 (b) and 13 (c)
  • these bending processes are performed on one material (finishing material 19a). It is continuously performed, and usually, molding is performed in a state where one piece of material is simultaneously passed through both the first stand 22 and the second stand 23 (that is, in a tandem state).
  • bending molding is performed using the bending forming machine 20 configured as described above, and a large and complicated mill or a large number of mills are used. It is possible to efficiently manufacture hat-shaped steel sheet pile products without any problems. In addition, it can be applied without any problem when manufacturing a large hat-shaped steel sheet pile product.
  • the bending forming machine 20 is directly connected after the finishing rolling machine 19, so that the bending forming is performed hot.
  • the temperature at which the material to be rolled enters the bending forming machine 20 can be maintained high, so that it is not necessary to reheat the material to be rolled during bending, and rolling and bending are continuously performed. It can be carried out.
  • the bending reaction force is smaller, the springback is smaller, and the number of bending steps is smaller than that of cold bending.
  • the upper and lower hole type rolls move up and down depending on the part. Since the roll diameters of the rolls are different, the relative slip speed between the material to be rolled (particularly the flange corresponding portions 62 and 63) and the rolls is different depending on the part.
  • the flange corresponding portions 62 and 63 in the portion where the difference between the upper and lower roll diameters is large, the elongation of the material to be rolled is suppressed by the difference in the peripheral speeds of the upper and lower rolls, while the position corresponding to the pitch line where the diameters of the upper and lower rolls are the same (hereinafter). , "Neutral line”) is prone to elongation, so compressive stress is likely to occur in the longitudinal direction on the flange near the neutral line at the roll bite outlet, and when the compressive stress exceeds the buckling limit, the flange corresponding part Shape defects called so-called flange waves occur in 62 and 63.
  • the flange wave can be suppressed by designing the hole mold having a shape in consideration of flange stretching and web stretching in relation to the shape of the immediately preceding hole mold.
  • each stretching of the web-corresponding portion, the flange-corresponding portion, and the arm-corresponding portion is defined by the shape of the hole shape in the rolling after the second pass. It was found that even if the hole shape is designed as described above, the generation of flange waves during reverse rolling cannot be suppressed.
  • the latter-stage rolling mill rolls the material to be rolled (particularly the flange-corresponding portions 62 and 63) thinner, so that the above-mentioned flange wave is used.
  • Shape defects such as occurrence are likely to be noticeable.
  • a shape defect occurs, it is more likely to directly lead to a product shape defect. That is, from the viewpoint of product dimensional accuracy and rolling stability, it is important to solve the above-mentioned problems especially in the subsequent rolling mill.
  • the present inventors have diligently studied the shape of the hole type provided in the intermediate rolling mill, and have made a hole that satisfies a predetermined condition so as not to cause a shape defect called a flange wave.
  • a mold shape In the following, the detailed shape of the hole shape of the intermediate rolling mill configured so as not to generate flange waves will be described with reference to the drawings.
  • rolling molding related to the flange corresponding portion 63 in the second intermediate rolling mill 16 will be illustrated and described as an example, but the target hole type is a hole for reducing the thickness of the entire material to be rolled. It is a mold, and is not limited to the hole mold of the second intermediate rolling mill 16.
  • FIG. 16A and 16B are schematic explanatory views of an example of the configuration of the hole mold 80 provided in the second intermediate rolling mill 16, where FIG. 16A shows a schematic overall view and FIG. 16B shows the vicinity of a portion facing the flange corresponding portion 63. An enlarged view of (a portion surrounded by a broken line in FIG. 16A) is shown.
  • FIG. 16B shows the state of the hole mold 80 after rolling, and the rolled material to be rolled is shown by a chain line.
  • the hole type 80 is composed of an upper hole type roll 85 and a lower hole type roll 88.
  • thickness reduction that is, intermediate rolling
  • the rolling is performed, for example, by reverse rolling in the same hole type 80.
  • the facing portion 100 facing the flange corresponding portion 63 of the material to be rolled is composed of a plurality of flange facing portions 100a, 100b, 100c having different inclinations in order from the side closer to the web. ing.
  • the flange facing portions 100a, 100b and 100c in the present specification, the flange facing portions 100b are referred to as “first flange facing portions”, and the flange facing portions 100a and 100c arranged on both sides thereof are referred to as “second flange facing portions”. It is sometimes referred to as a "third flange facing portion".
  • the portion of the flange corresponding portion 6 that is rolled and shaped by the flange facing portion 100b located at the center is the "first flange portion", and each portion of the flange corresponding portion 6 arranged on both sides thereof (the flange facing portions 100a and 100c).
  • the part to be rolled and shaped) is defined as a "second flange portion” and a “third flange portion”, and may be referred to as a "second flange portion”.
  • the portion 101 of the material to be rolled that faces the flange-corresponding portion 62 is also composed of the flange-facing portions 101a, 101b, and 101c.
  • the inclination angles of the flange facing portions 100a, 100b, and 100c with respect to the horizontal line are ⁇ f2, ⁇ f1, and ⁇ f3, respectively, and ⁇ f1 is an angle larger than ⁇ f2 and ⁇ f3, respectively. Further, ⁇ f2 and ⁇ f3 may have the same angle.
  • the distances tf2, tf1, and tf3 (also referred to as roll gaps) between the upper hole type roll 85 and the lower hole type roll 88 in the flange facing portions 100a, 100b, and 100c are constant (also referred to as roll gaps) in each of the upper hole type roll 85 and the lower hole type roll 88.
  • angles ⁇ f2, ⁇ f1, and ⁇ f3 of the upper hole type roll 85 and the lower hole type roll 88 are equal.
  • angles ⁇ f2, ⁇ f1 and ⁇ f3 are the upper hole type roll 85 and the lower hole type roll 88.
  • the average value of the angles formed by the flange facing portion and the horizontal line may be used. Further, these inclination angles ⁇ f2, ⁇ f1, and ⁇ f3 are substantially the same even if they are defined by the angles formed by the center line S and the horizontal line in the roll gap of the upper and lower hole type rolls.
  • the flange facing portion 100b is configured at a position straddling the neutral line O in the height direction, and the flange facing portion 100a is located closer to the web than the flange facing portion 100b and is closer to the arm (joint).
  • the flange facing portion 100c is located on the side. That is, the flange facing portion 100b is positioned so as to straddle the neutral line O, and the flange facing portions 100a and 100c are located on both sides thereof.
  • the stretching per pass is defined by the ratio of the thickness before rolling to the thickness after rolling (after one pass), the thickness is represented by the roll gap in the plate thickness direction in the hole mold 80, and the reverse in the hole mold 80.
  • the amount of roll clearance reduction in the vertical direction of one pass during rolling is ⁇ g
  • the stretches ⁇ f1, ⁇ f2, and ⁇ f3 per pass of the flange facing portions 100b, 100a, and 100c are represented by the following equations (1) to (3). expressed.
  • tf'1, tf'2, and tf'3 are roll gaps corresponding to the thickness of the flange corresponding portion 63 corresponding to each of the flange facing portions 100b, 100a, and 100c in the hole type 80 before rolling. Further, tf1, tf2, and tf3 are roll gaps corresponding to the thickness of the flange corresponding portion 63 rolled in each of the flange facing portions 100b, 100a, and 100c in the hole type 80.
  • the material to be rolled formed by rolling with the hole mold 80 has a bent shape having a plurality of inclination angles at the flange corresponding portions 62 and 63.
  • This shape is a flat flange shape (hat shaped steel) desired by a hole type after the hole type 80 provided in the intermediate rolling mill, for example, a hole type provided in the finish rolling machine 19 (finish rolling process).
  • Flange shape of sheet pile products In such flange flattening, reverse rolling is not performed. After bending back the flange portion, streaky traces may be seen in the longitudinal direction at the boundary portion of the bent portion due to the difference in the state of attachment of the scale from other portions, but such traces are found on the flange. It does not reduce the strength of the part and does not affect the quality of the steel sheet pile.
  • the flange extension in the vicinity of the neutral line O where compressive stress is likely to occur by increasing the angle ⁇ f1 is described as a hole type in which the flange facing portion is linear (hereinafter, also referred to as a conventional hole type). ), And relative to the flange extension at a position away from the neutral line O, the effect of suppressing the generation of flange waves is realized.
  • the angles ⁇ f2 and ⁇ f3 the increase in the flange height is suppressed, and the extension of the cross section of the flange corresponding portion 6 is maintained.
  • the flange facing portion (100a, 100a, If the line length of the center line S corresponding to 100b, 100c) is the same as the line length of the center line of the conventional hole type flange facing portion, and the angles ⁇ f2 and ⁇ f3 are designed so that the horizontal position of the joint does not change. good.
  • the flange stretch is reduced in the flange facing portion 100b as compared with the conventional hole type, but the flange stretching is increased in the flange facing portions 100a and 100c as compared with the conventional hole type.
  • the flange cross-sectional extension similar to that of the conventional hole type can be maintained.
  • the fact that the line length of the center line S corresponding to the flange facing portions (100a, 100b, 100c) of the hole type 80 is the same as the line length of the center line of the flange facing portion of the conventional hole type means completely the same. It may be the same within the error range (for example, less than ⁇ 1% with respect to the line length of the center line of the flange facing portion).
  • the extension ⁇ f1 of the flange at the steeply inclined portion 100b and the web corresponding portion 60 It is preferable to set the angle ⁇ f1 so that the relationship with the stretching ⁇ w of the above satisfies the following equation (6).
  • ⁇ f1 ⁇ ⁇ w ⁇ ⁇ ⁇ (6) As a more detailed condition, it is desirable that ⁇ f1 / ⁇ w per pass is within the range of 0.967 ⁇ ⁇ f1 / ⁇ w ⁇ 1.000.
  • the stretching of the flange is strongly affected by the stretching of the web
  • the stretching of the flange corresponding portion near the neutral line O is expressed in relation to the stretching of the web.
  • the extension of the arm corresponding portions 65 and 66 and the extension of the web corresponding portion 60 are substantially equal to each other, and the extension of the flange corresponding portion near the neutral line O is substantially the same as the web extension. It can be expressed by a relationship.
  • the one-pass web stretching ⁇ w during reverse rolling is represented by the following equation (7).
  • tw' is a roll gap corresponding to the thickness of the web-corresponding portion 60 in the hole type 80 before rolling. Further, tw is a roll gap corresponding to the thickness of the web-corresponding portion 60 rolled by the hole mold 80. Further, ⁇ w is an inclination angle of the roll gap corresponding to the web corresponding portion 60 with respect to the horizontal line.
  • the thicknesses of the flange facing portions 100a, 100b, and 100c are different in the final pass, excluding errors due to roll wear and the like.
  • the hole shape is designed to be constant, but since the inclination angle ⁇ f1 of the flange facing portion 100b is different from the inclination angles ⁇ f2 and ⁇ f3 of the flange facing portions 100a and 100c, each thickness is constant in the intermediate path of the hole type 80. Must not be.
  • each flange The tilt angle and width of the opposing portions may be determined.
  • the flange extension in the vicinity of the neutral line O can be reduced, and the compressive stress generated in this portion can be reduced.
  • the hole shape of the hole mold 80 for intermediate rolling is formed into a shape having a plurality of flange facing portions 100a, 100b, 100c having different inclination angles, and these flange facing portions 100a are formed.
  • the inclination angles of 100b and 100c are set to suitable conditions as shown in the above formulas (1) to (6), in the rolling molding with the hole mold 80, in the vicinity of the neutral line O of the flange corresponding portion 63. It is possible to reduce the generated compressive stress and suppress the generation of flange waves. Further, it is possible to reduce the restoration of the flange thickness generated by the gathering of meat in the vicinity of the neutral line of the flange corresponding portion 63 in the reverse rolling, and the generation of the flange wave is further suppressed.
  • the extension of the flange generated in the flange facing portions 100a and 100c is relatively increased as compared with the flange stretching generated in the vicinity of the neutral line O (that is, the flange stretching in the flange facing portion 100b), and there.
  • the generated compressive stress also increases, but the compressive stress does not become excessive because the metal flow to the web-corresponding portion 60 and the arm-corresponding portion 66 is likely to occur in addition to being separated from the neutral line O.
  • the portions corresponding to the flange facing portions 100a and 100c are connected to the web corresponding portion 60 and the arm corresponding portion 66, and buckling is unlikely to occur. Therefore, flange waves are generated in these portions. It's hard to do.
  • the hole shape of the hole mold 80 is compared with the conventional rolling molding of the hole mold.
  • Flange waves generated in the vicinity of the neutral lines O of the corresponding portions 62 and 63 can be suppressed, and product dimensional accuracy and rolling stability can be improved.
  • the stretching of the flange corresponding portions 62 and 63 may be larger than the stretching of the web corresponding portion 60, and the balance may not be maintained and the flange wave may not be suppressed. be.
  • the inclination angle ⁇ f1 of the steeply inclined portion 100b is made larger than the flange inclination angle of the conventional hole-shaped shape, and the flange facing portion 100a and the flange facing portion 100a and By making it larger than 100c, it is possible to suppress an increase in the height of the material to be rolled during rolling molding, and effectively suppress flange waves.
  • the arm side has a convex shape in the flange inward direction from the flange facing portion near the neutral line O
  • the web side has a convex shape in the flange outer direction from the flange facing portion near the neutral line O. Is also good.
  • the shapes of the flange facing portions 100a to 100c do not necessarily have to be formed in a linear shape, and the flange facing portions 100a, 100b,
  • the inclination angle of 100c is a suitable condition as shown in the above formulas (4) to (6), for example, a part or all of the flange facing portions 100a to 100c may be formed by a curved line.
  • the steeply inclined portion 100b is defined as a range sandwiched between the intersection with the flange facing portion 100a and the intersection with the flange facing portion 100c, and the steeply inclined portion 100b is configured to straddle the neutral line O.
  • FIG. 17 is a schematic explanatory view relating to another shape of the hole type used for intermediate rolling, and is a schematic enlarged view showing an example of the vicinity of a portion facing the flange corresponding portion 63.
  • the flange facing portions 100a and 100c are formed in a curved shape.
  • the web corresponding portion 60 connected to the flange portion including at least one second flange portion (also referred to as the web side flange portion) and the flange portion (arm side) including at least one third flange portion are performed. It is preferable to include a step of forming the arm corresponding portion 66 connected to the flange portion).
  • the hole type is an arm-side flange containing at least one flange facing portion 100a (second flange facing portion) and a web-side flange facing portion group including at least one flange facing portion 100c (third flange facing portion). It is preferable to have an opposing subgroup.
  • the boundary between the web-side flange facing portion group and the web-facing portion 100d is Pa
  • the boundary between the arm-side flange facing portion group and the arm-facing portion 100e is Pc.
  • the flange facing portion 100a has a curved shape such that the flange facing portion 100a has a convex shape in the flange outer direction, and the flange facing portion 100c has a convex shape in the flange inner direction with respect to the straight line Q connecting the facing portion 100d and the flange facing portion 100a. It has a curved shape such that Further, in the present modification, the steeply inclined portion 100b is shown as a linear shape, but the steeply inclined portion 100b may have a curved shape.
  • the inclination angles ⁇ f2 and ⁇ f3 of the flange facing portions 100a and 100c are tangent to the horizontal line at the center of the flange facing portions 100a and 100c in the height direction. It may be determined by the inclination angle of (Qa, Qc in FIG. 17).
  • the inclination angle may be determined based on the tangent line that maximizes the angle.
  • the straight line Q and the tangents Qa and Qc have been described with the pilot hole type roll 88, but the upper hole type 85 roll may be similarly defined.
  • angles formed by the flange facing portions 100a, 100b, 100c and the horizontal line are different between the upper hole type roll 85 and the lower hole type roll 88, ⁇ f2, ⁇ f1, and ⁇ f3 are the upper hole type roll 85 and the lower hole type roll 88. It may be the average value of the angles formed by the flange facing portion and the horizontal line. The same effect can be obtained by setting the inclination angles of the flange facing portions 100a to 100c defined in this way to suitable conditions as shown in the above equations (1) to (6).
  • the hole shape of the hole type 80 will be described as having a plurality of flange facing portions 100a, 100b, 100c having different inclination angles, and the detailed shapes of the respective portions 100a, 100b, 100c will be described.
  • the shapes of the flange corresponding portions 62 and 63 may be formed by a plurality of straight lines and / or curved lines, or a combination thereof, and the shapes of the respective portions 100a, 100b and 100c can be arbitrarily designed accordingly. If a curved portion is formed in the flange corresponding portions 62 and 63, the inclination angle of the curved portion may be defined by the angle of the tangent line thereof.
  • the rolling line L described in the above embodiment is configured so as to be able to cope with the case of producing products having different thicknesses.
  • the plate thickness reduction of the finishing material 19a is not performed as in the above embodiment. That is, after performing a rolling process (rough rolling to finish rolling) to make the thickness of the finishing material 19a into the thickness dimension of the product, the finishing material 19a is produced without reducing the thickness of the finishing material 19a by the bending forming machine 20. It is molded into a cross-sectional shape that is close to.
  • the roll gaps in the hole 45 and the hole 55 are adjusted so as to correspond to the change in the thickness of the web-corresponding portion 60 and the flange-corresponding portions 62 and 63 of the finishing material 19a.
  • the roll gap of the portion 45a facing the web-corresponding portion 60 (hereinafter referred to as the web portion 45a) is tw, and faces the flange-corresponding portions 62 and 63.
  • the roll gap of the portion 45b (hereinafter referred to as the flange portion 45b) is defined as tf
  • the angle of the flange portion 45b with respect to the web portion 45a (hereinafter referred to as the flange angle) is defined as ⁇ .
  • the roll gaps of the rolling mill and the bending molding machine 20 are the same. Even if only the amount is adjusted, the amount of change ⁇ tf of the flange portion 45b in these rolling mills and the bending molding machine 20 will be different. Specifically, since the flange angle ⁇ in the bending forming machine 20 is larger than the flange angle in the finishing rolling mill 19, the change amount ⁇ tf in the bending forming machine 20 is smaller than the change amount ⁇ tf in the finishing rolling mill 19. Become.
  • the plate thickness of the finishing material 19a may be reduced at the flange portion 45b of the bending forming machine 20. Therefore, it is necessary to individually set the amount of change in the roll gap in the rolling mill and the amount of change in the roll gap in the bending forming machine 20 according to the change in the thickness of the product.
  • the amount of change in the roll gap in the rolling mill is set so that the thickness of the finishing material 19a becomes the thickness dimension of the product.
  • the amount of change in the roll gap in the bending forming machine 20 is set so as not to reduce the thickness of the finishing material 19a of all the expected thicknesses when the finishing material 19a is formed by the bending forming machine 20.
  • the roll gap in the bending forming machine 20 is set to be larger than all of these assumed thicknesses in response to changes in the thickness of the finishing material 19a.
  • the roll gap of the web portion 45a is reduced by A from the thickness of the product at the reference portion in the bending molding machine 20, for example, so that the finishing material 19a is not reduced in thickness at the web portion 45a of the hole type 45.
  • the roll gap of the flange portion 45b is set to be larger by B than the thickness of the product at that portion so that the finishing material 19a is not reduced by the plate thickness even at the flange portion 45b.
  • Product thickness + B are each larger than 0, preferably 5 mm or less, and more preferably 0.5 mm to 3 mm.
  • the upper hole type roll 40 and the lower hole type roll 41 forming the hole type 45 are designed so that the roll gap can be set.
  • the roll gap of the flange portion 45b is set to the thickness of the product + B, but similarly, the roll gap of the arm portion facing the arm corresponding portions 65 and 66 in the hole type 45 is the thickness of the product + C. Is set to. Like A and B, C is also larger than 0, preferably 5 mm or less, and more preferably 0.5 mm to 3 mm. In the case of a hat-shaped steel sheet pile, the web-corresponding part and the arm-corresponding part of the product are horizontal, so A and C are almost the same. Further, the roll gap of the other hole type 55 is also set in the same manner as the roll gap of the hole type 45.
  • the bending molding machine 20 may be a single stand, or may be composed of an arbitrary number of a plurality of stands.
  • the bending forming machine 20 is composed of a plurality of stands, the bending forming can be shared among the stands, so that the shape change of the joint corresponding portions 68 and 69 due to the bending forming can be reduced.
  • the number of stands is preferably determined from the balance between the bending forming angle and the capital investment. For example, if the bending forming angle is about 20 ° to 30 °, two stands are suitable.
  • the bending molding machine 20 it is preferable to supply lubricating oil or the like to the contact portion between the material to be rolled (finishing material 19a) and each hole-shaped roll to lubricate it.
  • the lower surface of the web-corresponding portion 60 and the upper surfaces of the arm-corresponding portions 65 and 66 are in local contact with the hole-shaped roll, and the relative sliding speed is high. Therefore, scratches are likely to occur in the region of the product after bending and molding. Therefore, it is necessary to lubricate the lower surface of the web-corresponding portion 60 and the contact portions between the upper surfaces of the arm-corresponding portions 65 and 66 and the hole-shaped roll. By performing such lubrication, it becomes possible to manufacture a product of good quality without scratches.
  • the case where the hat-shaped steel sheet pile product is manufactured in the posture of opening upward has been described as an example.
  • the present invention can also be applied to the case of manufacturing in the reverse downward opening posture (the arm corresponding portion is on the lower side with respect to the web corresponding portion). In that case, the orientation of the joint and the upper and lower hole type rolls may be considered as being reversed.
  • a hat-shaped steel sheet pile is manufactured by hot-finishing rolling and then hot-bending at 20 ° by a bending molding machine composed of two continuous stands.
  • a technique a comparison was made with the case where a hat-shaped steel sheet pile was manufactured by bending and forming by cold working using a plurality of support rolls made of flat rolls.
  • the angle between the flange and the web is increased by a maximum of about 0.5 ° by springback. Further, the total width difference in the product longitudinal direction at this time was about 4.5 mm.
  • the angle between the flange and the web increased by a maximum of about 2.2 ° by springback after cutting the material to be rolled after bending to the product length. Further, the total width difference in the product longitudinal direction at this time was about 25 mm.
  • Example 2 As Example 2 of the present invention, a first hat-shaped steel sheet pile product (steel sheet pile 1 in the table) having a web thickness of 15.0 mm, a flange thickness of 11.3 mm, and an arm thickness of 14.5 mm, and a web thickness of 17.0 mm, Since the second hat-shaped steel sheet pile product (steel sheet pile 2 in the table) having a flange thickness of 12.8 mm and an arm thickness of 16.5 mm is manufactured from the same bending forming roll, the dimensional conditions shown in Table 1 below are used. , The rolls of the finishing rolling mill and the two-stand bending and forming machine were shared, and the bending and forming were performed hot by simply adjusting the roll gap.
  • the roll gaps of both the first stand and the second stand of the bending forming machine are 1.9 mm to 2.8 mm larger than the thickness of the finishing material (that is, the roll gap of the finish rolling mill). Then, bending molding was carried out. As a result, a good product could be produced by adjusting the forming roll gap with a very low forming load as compared with finish rolling. Twice
  • Example 3 As Example 3 of the present invention, the finish of the material to be rolled after the intermediate rolling in the intermediate rolling method using the two-hole type according to the prior art and the intermediate rolling method using the one-hole type multiple passes according to the present invention. The difference in temperature was verified. Table 2 below shows the rolling conditions in the intermediate rolling between the conventional method and the method of the present invention. Further, FIG. 19 is an explanatory view of the third embodiment, (a) shows the hole-shaped arrangement of the conventional method, and (b) shows the hole-shaped arrangement of the present invention method.
  • the rolling was divided into two-hole molds arranged in parallel, and rolling was performed for each of the two-hole molds in two passes.
  • FIG. 19B and Table 2 in the method of the present invention, one-hole molds were arranged in series and multi-pass rolling was performed.
  • Table 2 it was found that the flange finish temperature is 40 ° C. higher because the method of the present invention does not require shifting of the steel material, whereas the conventional method takes time to shift the steel material.
  • the present invention is applied, the roll body length is shortened, which has the effect of improving the roll load capacity.
  • the amount of reduction per pass can be increased, so that a large reduction in the number of passes can be expected.
  • the flange finish temperature can be greatly improved more than shown in Table 2.
  • the finished temperature of the steel material (material to be rolled) in the intermediate rolling is high, there is an advantage that the processing energy is small and the sawing of the steel material can be performed efficiently. Further, when the bending molding described in the above embodiment is performed, it is possible to reduce the molding load applied to the bending molding machine, the material deterioration such as the decrease in elongation and toughness due to the bending molding, and the residual stress.
  • the present invention can be applied to a method for manufacturing a hat-shaped steel sheet pile.

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Abstract

熱間圧延により被圧延材に粗圧延、中間圧延および仕上げ圧延を行った後、曲げ成形を行うハット形鋼矢板の製造方法であって、被圧延材はウェブ対応部、フランジ対応部、腕対応部及び継手対応部から構成され、前記ウェブ対応部と前記フランジ対応部との接続箇所及び前記フランジ対応部と前記腕対応部の接続箇所に加工部位としてのコーナー部が形成され、前記中間圧延は１スタンド１孔型で構成される１又は複数の中間圧延機において上下孔型ロールに設けられた孔型にて熱間で被圧延材を所定の目標製品高さより低い高さで複数パス圧延で行われ、前記曲げ成形は、熱間で行われ、且つ、前記加工部位が変態点以上の温度である状態で行われ、被圧延材を所定の目標高さおよび目標幅に成形させる。

Description

ハット形鋼矢板の製造方法
（関連出願の相互参照）
　本願は、２０２０年３月１０日に日本国に出願された特願２０２０－０４１３３１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、ハット形鋼矢板の製造方法に関する。
　ハット形鋼矢板の製造方法としては、熱間圧延方法により製品となる鋼矢板まで圧延する方法が主流であり、特許文献１、特許文献２には、一般的な孔型圧延法を用いたハット形鋼矢板等の製造方法が開示されている。従来このような公知文献に開示された製造工程でハット形鋼矢板等は製造されていた。以下、これら公知文献に基づき、従来技術について図面を参照して説明する。
　ハット形鋼矢板等の造形には一般的に所謂孔型圧延法が採用されている。図１は従来の一般的なハット形鋼矢板の製造工程を示す概略説明図である。ハット形鋼矢板の製造工程としては、図１に示すように、先ず加熱炉により例えば矩形材を所定の温度に加熱し、その後孔型を構成する２重ロール対を有する粗圧延機により粗形材を製造する。そして、該粗形材からそのいずれもが孔型を構成する２重ロール対を有する中間圧延機によって中間材を形成した後、孔型を構成する２重ロール対を有する仕上圧延機によって継手を有する製品を得る。
　また、図２（ａ）～（ｆ）は、従来のハット形鋼矢板の製造において、粗圧延機で行われる工程以降の造形過程を示す説明図である。ここで、図２（ａ）～（ｃ）は粗圧延機での工程、（ｄ）、（ｅ）は中間圧延機での工程、（ｆ）は仕上圧延機での工程を示している。上記特許文献１には主に中間材の圧延法が記載されており、上記特許文献２には中間材の継手部に対して曲げ加工を施して製品の継手を曲げ整形する方法が記載されている。
　矩形材としてはブルーム又はスラブが一般的に使用される。矩形材を粗形材に形成する工程においては、２～３個の孔型が配置された粗圧延機において、配置された孔型により矩形材が順次圧延されることにより粗形材が形成される。次いで、計４～５個の孔型が配置された中間圧延機において、配置された孔型により粗形材が順次圧延されることにより中間材が形成される。ここで、図２に示すように左継手部と右継手部は非対称形状（点対称）であり、高さの差が大きいため、図２（ｅ）に示すように左腕部と、右腕部を水平方向に対して傾斜させることにより、左継手部と右継手部の高さを揃え、断面の慣性主軸を圧下方向（図２の上下方向）に一致させることにより、圧延の出側での曲がりを抑制している。
　そして、継手底付け根の周りに継手部が曲げ加工されて整形され、継手が形成される。こうして図２（ｆ）に示す製品が造形される。以上、図１、図２を参照して説明した従来のハット形鋼矢板の造形方法においては、矩形材から製品を造形するに際し、７～１０個程度の数の孔型を用い、合計で３０パス程度の加工が必要である。
　また、特許文献３に開示されているように、上述したような方法で造形された製品に対し、支承ロール等を有するロールフォーミング装置（図３参照）による冷間加工によって、異なる高さ又は幅の断面形状を有するハット形鋼矢板を製造するといった従来技術も公知である。
特許第４４６４８６５号公報 特開２００７－２３７２７６号公報 特開２００３－２３０９１６号公報
　上記特許文献１～３を参照して分かるように、ハット形鋼矢板の製造方法としては、図１～図３に示すような工程が知られている。ここで、従来技術にかかる造形方法において、製造コストを削減するためには、製造効率や歩留まりを高める必要がある。そして、その手段としては、例えば孔型数を減少させることが考えられる。孔型数の減少により孔型間での被圧延材（矩形材、中間材等）の引き継ぎに伴う時間ロス及びその間の放熱による被圧延材の温度低下を抑制することが可能となる。即ち、製造効率の向上が図られ、更には、被圧延材の温度低下が抑制されることで、圧延伸び長さの延長が図られ、被圧延材先後端部の圧延不良部の切り捨て比率を減少させ、歩留まりを向上することが可能となる。
　一方、孔型数を減少させることは１つの孔型あたりの圧下量や、各孔型における延伸が増加することを意味している。しかし、孔型を構成する２重ロール対の強度に限界があることや、２重ロール対を駆動させるための圧延機の出力が制約されていることなどから、１パス（孔型における半往復）で被圧延材に大きな圧下量や延伸を与えることは困難である。そのため、１つの孔型で２パス以上の多パスリバース圧延（以下、孔型多パス圧延とも呼称する）を行って所望の延伸（通常１．８以上）を得る必要がある。
　一般にハット形鋼矢板等の形鋼は幅方向に板厚分布を有しており、このような形鋼を２重ロール対に設けられた孔型によって圧延するには、各孔型で１パスのみ圧延を行うことが基本原則であり、従来より粗圧延機を用いた圧延（以下、粗圧延と呼称する）及び中間圧延機を用いた圧延（以下、中間圧延と呼称する）の初期を除いては、孔型多パス圧延は行われない。これは、孔型多パス圧延を行うことで、孔型へのメタル（被圧延材）未充満（以下、肉引けと呼称する）、孔型からのメタルの溢れ出し（以下、噛出しと呼称する）や、被圧延材の曲がりが誘発されてしまうからである。ハット形鋼矢板の場合、これらは、図２０（ａ）に示すようなねじれ、図２０（ｂ）に示すようなフランジ部の波打ちような上下方向の曲がりとなって現れる。なお、粗圧延や中間圧延の初期においてある程度の孔型多パス圧延が可能な理由は、被圧延材の板厚が比較的大きいので剛性が高く、ねじれ、波打ちや曲がりが発生しにくいことや、たとえ肉引けや噛出しが発生しても比較的軽度であれば後続孔型での圧延によって解消可能だからである。
　ハット形鋼矢板においては、フランジ部は両側をウェブ部と腕部で挟まれており、その伸びと幅拡がりが抑制されてフランジ部には噛出しが発生しない代わりに圧縮応力が生じやすく、これが挫屈限界応力を超えると挫屈して波打ち（以下、フランジ波と呼称する）を発生する。この逆に、フランジ部に肉引けが発生する場合には、フランジ部の表面がロールから離れ、ロールがフランジ部を拘束できなくなりねじれを起こす。
　即ち、ハット形鋼矢板を複数のカリバーを用いて複数回圧延を行う場合（多パス圧延）に、そのフランジ部とウェブ部の圧下が均等に行われないといった問題点がある。図４に示すように、ハット形鋼矢板のウェブ部は水平形状であり、その状態で上下方向から繰り返し圧下される。そのため、ウェブ部とフランジ部がロール隙方向に同じ圧下量で圧下された場合に、実際の延伸はフランジ部の延伸（ｔｆ＋ΔＦ）／ｔｆのほうがウェブ部の延伸（ｔｗ＋ΔＷ）／ｔｗより小さいものとなっていた。したがって、同一カリバーでロール隙を小さく変更して多パスにわたって、ウェブ部とフランジ部が同じ延伸で圧下することは不可能であり、無理に多パス圧延を行うと、圧延波が発生したり、断面内の線長が大きく変化するために、圧延を安定して行うことが困難であった。
　また、特に上記特許文献３においては、熱間圧延を行う圧延スタンドとロールフォーミングによる冷間加工を行うスタンドはオフラインで構成され、製品である鋼矢板の製造が連続的に行われないため、その生産効率には向上の余地があった。具体的には、ロールフォーミングによる冷間加工では、鋼材温度が低いため加工時のスプリングバックが大きくなり冷間で大きなひずみを鋼材に与えることが必要となる。また、加工時の温度が低いと靭性低下など、材質の劣化が懸念される。図２１は冷間加工での曲げ成形の形状変化についての説明図であり、長手方向に全幅変動の無い素材（鋼材）に対し特許文献３に開示されたような冷間での曲げ成形を行った後の素材の長手方向の全幅変動を示すグラフである。図２１に示すように、冷間での曲げ成形では、特に長手方向端部が、定常部に比べて成形効果が小さく、曲げ不足が生じやすく、全幅が広がっている。そのため、再加工や切り捨てが必要となる恐れがあり、歩留まりや生産性の低下が懸念される。
　そこで、上述したような問題点に鑑み、本発明は、中間～仕上げ圧延において１圧延スタンドに１カリバーのみ設けられた圧延スタンドで所望の鋼矢板製品の高さよりも低い高さで圧延を行い、その後オンラインで曲げ成形を行うことによって所望の高さの鋼矢板製品を得る、生産効率の向上、圧延時間の短縮およびコスト削減が実現される鋼矢板の製造方法を提供することを目的とする。
　更に本発明は、鋼矢板の製造の中間圧延において、圧延におけるフランジ波の防止や、ねじれの防止を実現させ、孔型多パス圧延を安定的に行うことが可能な鋼矢板の製造方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明によれば、熱間圧延により被圧延材に粗圧延、中間圧延および仕上げ圧延を行った後、曲げ成形を行うハット形鋼矢板の製造方法であって、被圧延材はウェブ対応部、フランジ対応部、腕対応部及び継手対応部から構成され、前記ウェブ対応部と前記フランジ対応部との接続箇所及び前記フランジ対応部と前記腕対応部の接続箇所に加工部位としてのコーナー部が形成され、前記中間圧延は１スタンド１孔型で構成される１又は複数の中間圧延機において上下孔型ロールに設けられた孔型にて熱間で被圧延材を所定の目標製品高さより低い高さで複数パス圧延で行われ、前記曲げ成形は、熱間で行われ、且つ、前記加工部位が変態点以上の温度である状態で行われ、被圧延材を所定の目標高さおよび目標幅に成形させることを特徴とする、ハット形鋼矢板の製造方法が提供される。
　本発明によれば、中間圧延～仕上げ圧延において１スタンド１カリバーのみ設けられた圧延スタンドで所望の鋼矢板製品の高さよりも低い高さで圧延を行い、その後オンラインで曲げ成形を行うことによって所望の高さの鋼矢板製品を得る、生産効率の向上、圧延時間の短縮およびコスト削減が実現される。また、鋼矢板の製造の中間圧延において、圧延におけるフランジ波の防止や、ねじれの防止を実現させ、孔型多パス圧延を安定的に行うことが可能となる。
一般的なハット形鋼矢板の製造工程を示す概略説明図である。 従来のハット形鋼矢板の製造において、粗圧延機で行われる工程以降の造形過程を示す説明図である。 ロールフォーミング装置による冷間加工によって、異なる高さ又は幅の断面形状を有するハット形鋼矢板を製造する従来技術の説明図である。 ハット形鋼矢板における、フランジ圧下量ΔＦとウェブ圧下量ΔＷの関係性についての説明図である。 本発明の実施の形態にかかる圧延ラインの概略説明図である。 曲げ成形機の概略側面断面図である。 曲げ成形機の概略正面図である。 第１スタンドの孔型形状を示す概略的な拡大正面図である。 第２スタンドの孔型形状を示す概略的な拡大正面図である。 曲げ成形時の「ロール隙－被圧延材厚」と「荷重」との関係を示すグラフである。 曲げ成形時の「ロール隙－被圧延材厚」と「ウェブ・フランジ間角度」との関係を示すグラフである。 曲げ成形時の寸法関係を示す概略説明図である。 第１スタンド及び第２スタンドにおいて曲げ成形される被圧延材の形状変化についての説明図であり、（ａ）は第１スタンドでの加工前、（ｂ）は第１スタンドでの加工時、（ｃ）は第２スタンドでの加工時の概略断面図を示している。 曲げ成形機における仕上材の接触箇所についての説明図である。 曲げ成形機における接触箇所についての説明図である。 第２中間圧延機に設けられる孔型の構成の一例の概略説明図である。 中間圧延に用いる孔型の他の形状に係る概略説明図である。 孔型のロール隙を変動させた場合の概略説明図である。 実施例３に関する説明図である。 ハット形鋼矢板の孔型多パス圧延が不適切な条件で行われる場合に生じる、（ａ）ねじれ、（ｂ）フランジ波の様子を示す説明図である。 冷間加工での曲げ成形の形状変化についての説明図である。 孔型ロールとの接触状態についての説明図である。
　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、本実施の形態では鋼矢板製品としてハット形鋼矢板を製造する場合について説明する。
（圧延ラインの構成）
　図５は、本発明の実施の形態にかかるハット形鋼矢板を製造する圧延ラインＬ（図中一点鎖線）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。なお、図５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が流れ、ライン上の各圧延機、曲げ成形機において圧延、曲げ成形が行われ、製品が造形される。また、図５では、同一の圧延機において被圧延材を複数回往復させる圧延方法（所謂、多パス圧延）についても、一点鎖線にて記載している。
　図５に示すように、圧延ラインＬには、上流から順に粗圧延機１０、第１中間圧延機１３、第２中間圧延機１６、仕上圧延機１９、曲げ成形機２０が順に配置されている。また、第１中間圧延機１３の上流側にはエッジャー圧延機１４が、第２中間圧延機１６の下流側にはエッジャー圧延機１７がそれぞれ隣接して配置されている。
　圧延ラインＬにおいては、図示しない加熱炉において加熱された矩形材（被圧延材）が粗圧延機１０～仕上圧延機１９において順次熱間で圧延され、更に、熱間で曲げ成形機２０によって成形され、最終製品となる。なお、以下では説明のため、粗圧延機１０で圧延された被圧延材を粗形材、第１中間圧延機１３～第２中間圧延機１６によって圧延された被圧延材を中間材、仕上圧延機１９によって圧延された被圧延材を仕上材１９ａとも呼称する。即ち、仕上材１９ａを曲げ成形機２０によって成形（断面変更）したものが最終製品（即ち、ハット形鋼矢板製品）となる。
　ここで、圧延ラインＬに配置される粗圧延機１０、第１中間圧延機１３、第２中間圧延機１６、仕上圧延機１９や、付随して配置されるエッジャー圧延機１４、１７は従来から鋼矢板の製造において用いられている一般的な設備であるため、その詳細な装置構成等についての説明は本実施の形態では省略する。
（曲げ成形機の構成）
　次に、曲げ成形機２０の詳細な構成について図面を参照して説明する。図６は曲げ成形機２０の概略側面断面図であり、図７は曲げ成形機２０の概略正面図である。図６、７に図示した曲げ成形機２０は、仕上圧延機１９において仕上圧延された仕上材１９ａを曲げ加工（曲げ成形）するものである。なお、図７には以下に説明する曲げ成形機２０が備える第１スタンド２２の概略正面図を図示している。ここで、本実施の形態では曲げ成形機２０は２つの成形スタンド（以下に説明する成形スタンド２２、２３）から構成される場合を例示して説明しているが、曲げ成形機２０は単スタンドあるいは任意の複数のスタンドから構成されていても良い。
　図６に示すように、本実施の形態にかかる曲げ成形機２０は隣接して直列配置された２つの成形スタンド２２、２３（以下、上流側の第１スタンド２２、下流側の第２スタンド２３とも呼称する）を備えている。また、図７に示すように、各スタンド２２、２３それぞれには、上孔型ロールと下孔型ロールとで構成される成形用孔型（後述する孔型４５、５５）が設けられており、その孔型形状は第１スタンド２２と第２スタンド２３とで異なる形状となっている。
　ここで、第１スタンド２２と第２スタンド２３のロール構成ならびに孔型形状について説明する。図８は、第１スタンド２２の孔型形状を示す概略的な拡大正面図であり、図９は第２スタンド２３の孔型形状を示す概略的な拡大正面図である。なお、図８には曲げ成形機２０による成形を行う前の状態である仕上材１９ａの断面形状を一点鎖線で図示し、図９には第２スタンド２３で成形を行う前の状態である仕上材１９ａ’の断面形状を一点鎖線で図示している。また、以下では、略ハット形形状の被圧延材を上開き（後述するウェブ対応部を下方とし、腕対応部を上方に位置させる）姿勢で曲げ成形する場合を例示して説明する。
　図７及び図８に示すように、第１スタンド２２には、上孔型ロール４０と下孔型ロール４１が筐体４４に支持されて設けられ、上孔型ロール４０と下孔型ロール４１によって孔型４５が構成されている。この孔型４５はフランジに対応する部分から継手に対応する部分の形状がハット形鋼矢板製品の一歩手前の形状（即ち、略ハット形鋼矢板製品形状）となっている。孔型４５は、仕上材１９ａのフランジに対応する部分（即ち、フランジ対応部）と、仕上材１９ａのウェブに対応する部分（即ち、ウェブ対応部）とがなす角度、及び仕上材１９ａの腕に対応する部分（即ち、腕対応部）とがなす角度をそれぞれ変化させ、仕上材１９ａの高さ及び幅を所定の形状（即ち、製品に近似した断面形状）に曲げ加工するものである。特にハット形鋼矢板を製造する場合には、粗圧延機１０～仕上圧延機１９において高さを低く抑えた形状でもって被圧延材（粗形材～仕上材１９ａ）の圧延を行い、曲げ成形機２０において被圧延材の高さを所望の製品高さまで高めるように曲げ加工を行うといった方法が採られる。これにより、大型サイズのハット形鋼矢板製品を製造することができるようになる。
　また、図９に示すように、第２スタンド２３には、上孔型ロール５０と下孔型ロール５１が筐体５４に支持されて設けられ、上孔型ロール５０と下孔型ロール５１によって孔型５５が構成されている。この孔型５５は所望の製品形状に近い形状となっており、曲げ成形機２０の第１スタンド２２にて成形されたフランジに対応する部分（即ち、フランジ対応部）と、仕上材１９ａのウェブに対応する部分（即ち、ウェブ対応部）とがなす角度、及び腕に対応する部分（即ち、腕対応部）とがなす角度をそれぞれ変化させ、フランジ形状、腕形状及び継手形状を所定の形状（即ち、製品の形状）に成形するものである。即ち、この第２スタンド２３では、第１スタンド２２での成形において製品形状に対して不十分であったフランジ対応部の傾斜角度を、製品形状に応じた角度まで変形させる成形が行われる。
（曲げ成形時のロール隙）
　ここで、曲げ成形時における上記孔型４５及び孔型５５におけるロール隙（上孔型ロール４０と下孔型ロール４１のロール隙ならびに上孔型ロール５０と下孔型ロール５１のロール隙）は、仕上材１９ａのフランジ対応部及びウェブ対応部の厚みより大きくなるように構成されている。即ち、曲げ成形機２０においては、仕上材１９ａの板厚圧下は行われず、第１スタンド２２及び第２スタンド２３の各孔型ロールと仕上材１９ａとは、後述する一部の所定箇所のみにおいて接触して曲げ成形が行われる構成となっている。
　また、後述するように、曲げ成形時には、第１スタンド２２及び第２スタンド２３の各孔型ロールと仕上材１９ａは、一部の所定箇所について接触に加え圧下が行われても良い。本明細書における「接触」とは、曲げ成形機２０において、仕上材１９ａの特定箇所の上面あるいは下面の一方のみが孔型ロールの周面に当接した状態をいう。これに対し、「圧下」とは、曲げ成形機２０において、仕上材１９ａの特定箇所の上面と下面の両方が孔型ロールに当接し、且つ、厚みを減ずるように力がかかるような状態をいう。
　例えば、ウェブ対応部ならびにフランジ対応部に対向する部分の上記ロール隙は仕上材１９ａのフランジ対応部ならびにウェブ対応部の厚みより０．５ｍｍ～３ｍｍ程度大きいことが好ましい。加えて、上記孔型４５及び孔型５５における仕上材１９ａの腕対応部にかかる箇所においても、そのロール隙は当該腕対応部の厚みよりも断面全域にわたり大きくなるように構成されていても良い。上記ロール隙の猶予範囲が、０．５ｍｍよりも小さい場合には、仕上材１９ａの板厚の変動の為に厚みを圧下して曲げ成形機２０の負荷が増大する可能性があり、３ｍｍよりも大きい場合には、フランジ対応部の傾斜角度を目標の角度に成形できない可能性がある。
　ここで本発明者らは、ウェブ対応部ならびにフランジ対応部に対向する部分のロール隙の猶予範囲と、成形機負荷特性（荷重とトルクの変化）及び成形性（曲げ角度の精度）についてより詳細な検討を行った。図１０は、仕上材１９ａ曲げ成形時の「ロール隙－材料厚（即ち、ロール隙の猶予値）」と曲げ成形機２０にかかる「荷重及びトルク」との関係を示すグラフである。また、図１１は、仕上材１９ａ曲げ成形時の「ロール隙－材料厚（即ち、ロール隙の猶予値）」と曲げ成形後の「ウェブ・フランジ間角度」との関係を示すグラフである。
　なお、図１０、図１１のグラフは、寸法条件が、仕上圧延後の仕上材１９ａが幅１４００ｍｍ、ウェブ厚１４．７ｍｍ、フランジ厚１１．４ｍｍ、フランジ角度４０°（ウェブ－フランジ間角度１４０°）の略ハット形鋼矢板形状を、第１スタンド２２でフランジ角度５６°（ウェブ－フランジ間角度１２４°）を目標として曲げ成形した場合を示している。図１２は、第１スタンド２２での曲げ成形時の寸法関係を示す概略説明図である。ここでの検討は、図１２に示すウェブ対応部、フランジ対応部、腕対応部の各箇所でのロール隙Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と、各箇所での仕上材１９ａの厚みｔ１、ｔ２、ｔ３との差である「Ｔ１－ｔ１」、「Ｔ２－ｔ２」、「Ｔ３－ｔ３」の値をロール隙の猶予値とし検討を行った。
　図１０に示すように、曲げ成形時にロール隙の猶予値が０．５ｍｍ以上では荷重とトルクの変化は緩やかであるのに対し、ロール隙の猶予値が０．５ｍｍ未満、特に０．２ｍｍ未満の場合には荷重とトルクの増加率が大きくなり、０ｍｍ以下（即ち、厚み圧下）での増大化は顕著である。この結果から、曲げ成形機２０の成形負荷（荷重・トルク）を低く抑えるためには、実際の厚み変動を考慮し、ロール隙の猶予値を０．５ｍｍ以上とすることが好ましいことが分かる。
　また、図１１に示すように、曲げ成形時にロール隙の猶予値が０．５ｍｍ～３ｍｍであれば、ほぼ曲げ成形を所望の目標角度（即ち、目標のウェブ－フランジ間角度である１２４°±１°程度）でもって行うことができるのに対し、ロール隙の猶予値が３ｍｍ超の場合、孔型ロールによる押込みが小さくなり、曲げが弱くなってウェブ－フランジ角度が目標値に比べ大きくなってしまう傾向がある。そのため、曲げ成形後に精整工程でフランジ角度の大きな矯正が必要となる場合がある。即ち、特に最終スタンドでは、ロール隙の猶予値の上限は３ｍｍとすることが好ましい。
（曲げ成形における形状変化）
　続いて、上述したスタンド２２、２３における被圧延材の成形について説明する。図１３は、第１スタンド２２及び第２スタンド２３において曲げ成形される被圧延材（仕上材１９ａ）の形状変化についての説明図であり、（ａ）は第１スタンド２２での加工前、（ｂ）は第１スタンド２２での加工時、（ｃ）は第２スタンド２３での加工時の概略断面図を示している。図１３（ａ）に示すように、仕上材１９ａは略ハット形形状であり、略水平であるウェブ対応部６０と、ウェブ対応部６０の両端に製品形状より大きい所定の角度（図中に角度αとして示している）のコーナー部７０によって連結しているフランジ対応部６２、６３と、各フランジ対応部６２、６３においてウェブ対応部との連結側と異なる端部にコーナー部７１を介して連結している腕対応部６５、６６と、腕対応部６５、６６の先端に形成される継手対応部６８、６９から構成されている。また、仕上材１９ａは、仕上圧延機１９における圧延によって厚みが略製品の厚みとなっており、継手対応部６８、６９の形状も、略製品継手形状となっている。
　ここで、コーナー部７０（以下、ウェブ－フランジコーナー部７０とも呼称）の板厚は、製品板厚より厚くなるように寸法設計されても良い。ウェブ－フランジコーナー部７０の板厚は、粗圧延機１０、第１中間圧延機１３、第２中間圧延機１６、仕上圧延機１９等（図１参照）で行われる熱間圧延での圧延条件や圧延設計により所望の板厚に圧延することができる。
　同様に、コーナー部７１（以下、フランジ－腕コーナー部７１とも呼称）の板厚は、製品板厚より厚くなるように寸法設計されても良い。フランジ－腕コーナー部７１の板厚は、粗圧延機１０、第１中間圧延機１３、第２中間圧延機１６、仕上圧延機１９等（図１参照）で行われる熱間圧延での圧延条件や圧延設計により所望の板厚に圧延することができる。
　この図１３（ａ）に示す仕上材１９ａは、第１スタンド２２の孔型４５においてウェブ対応部６０とフランジ対応部６２、６３とのなす角度αが小さくなる（図１３（ｂ）に示す角度α１となる）ように曲げ成形され、図１３（ｂ）に示すように所望の製品高さに近い高さとなる。即ち、第１スタンド２２では、仕上材１９ａの高さが高くなるような曲げ加工が行われる。
　次いで、図１３（ｃ）に示すように、第２スタンド２３の孔型５５において、仕上材１９ａが略製品形状に曲げ成形される。
（曲げ成形における接触箇所）
　また、図１４は曲げ成形機２０における仕上材１９ａの接触箇所についての説明図であり、（ａ）～（ｄ）はそれぞれ接触箇所の一例を示している。なお、図１４では接触箇所を太線にて図示している。第１スタンド２２の孔型４５及び第２スタンド２３の孔型５５では、各孔型ロールと仕上材１９ａとは一部の所定箇所のみにおいて接触しており、板厚の圧下は行われない。孔型ロールと仕上材１９ａとの具体的な接触箇所は、例えば図１４（ａ）に示すように、ウェブ対応部６０とフランジ対応部６２、６３との境界のコーナー部内側７０ａ、７０ｂと、フランジ対応部６２、６３と腕対応部６５、６６との境界のコーナー部内側７１ａ、７１ｂである。ここで、「接触」とは、少なくとも材料と孔型ロールが接触していれば良く、更に材料を押圧するような力がかかる状態でも良い。
　図１４（ａ）に記載されるように、接触箇所である７０ａ、７０ｂはウェブ対応部６０とフランジ対応部６２、６３との境界のコーナー部７０の内側である。一方、接触箇所である７１ａ及び７１ｂはフランジ対応部６２、６３と腕対応部６５、６６との境界のコーナー部７１の内側である。接触箇所である７１ａ及び７１ｂではそれぞれ７０ａ及び７０ｂでの反力に釣り合う方向に反力が生じる。
　ここで、図１４（ｂ）に示すウェブ対応部６０の下面（外面）中央部６０ａをこれに対向する孔型ロールに接触させることにより、フランジ対応部６２、６３とウェブ対応部６０とがなす角の曲げが効率的に行える。曲げ成形時には、ウェブ対応部６０が図中の下方向に反ろうとするため、ウェブ対応部６０の両側（コーナー部７０）から離れた下面中央部６０ａに下孔型ロールを接触させることにより、ウェブ対応部６０の両端に効果的に曲げモーメントを付与できるからである。
　また、少なくとも最終スタンドである第２スタンド２３においては、腕対応部６５、６６を略水平とするために腕対応部６５、６６の上面（外面）６５ａ、６６ａが接触箇所となる。加えて、前述のようにロール隙の猶予値を適正に設定することにより、図１４（ｃ）に示すように、第１スタンド２２の孔型４５及び第２スタンド２３の孔型５５では、仕上材１９ａのフランジ対応部６２、６３の内側上方部分６２ａ、６３ａを上孔型ロール４０、５０に接触させると共に、フランジ対応部６２、６３の外側下方部分６２ｂ、６３ｂを下孔型ロール４１、５１に接触させることが望ましい。この図１４（ｃ）に示す箇所を接触させることで、コーナー部７０、７１に孔型ロール形状による３点曲げを生じさせることにより精度の高い曲げ成形を行うことが可能となる。
　また、図１４（ｄ）に示すように、上記図１４（ａ）～（ｃ）で説明した箇所に加え、継手対応部６８、６９の上面（外面）６８ａ、６９ａを上孔型ロール４０、５０に接触させても良い。この図１４（ｄ）に示す箇所を接触させることで、継手対応部６８、６９についても略水平となるような成形を行い、更に精度の高い曲げ成形を行うことが可能となる。
　ここで、図１４（ｄ）に示した曲げ成形中の仕上材１９ａと孔型ロールとの接触状態について図２２を参照してさらに詳しく説明する。図２２には図１４（ｄ）の仕上材１９ａの接触箇所に対応した孔型ロールの接触部分を破線で囲んで表示した。仕上材１９ａのウェブ対応部６０とフランジ対応部６２、６３との境界のコーナー部に対向する上孔型ロールと下孔型ロールのコーナー部９０（９０ａ～９０ｄ）や、フランジ対応部６２、６３と腕対応部６５、６６との境界のコーナー部に対向する上孔型ロールと下孔型ロールのコーナー部９４（９４ａ～９４ｄ）には通常アール（曲率部分）が形成されている。仕上材１９ａのウェブ対応部６０とフランジ対応部６２、６３との境界のコーナー部内側７０ａ、７０ｂに対して、それに対向する上孔型ロール４０（あるいは５０）のコーナー部９０ａ、９０ｃを接触させる。その際、ウェブ対応部６０とフランジ対応部６２、６３との境界のコーナー部外側と、それに対向する下孔型ロール４１（あるいは５１）のコーナー部９０ｂ、９０ｄは接触していない。下孔型ロール４１（あるいは５１）は仕上材１９ａのウェブ対応部６０の下面（外側）中央部６０ａに対向する部分と、フランジ対応部６２、６３の外側下方部分６２ｂ、６３ｂに対向する部分で接触している。
　また、仕上材１９ａのフランジ対応部６２、６３と腕対応部６５、６６との境界のコーナー部内側７１ａ、７１ｂに対して、それに対向する下孔型ロール４１（あるいは５１）のコーナー部９４ｂ、９４ｄを接触させる。その際、フランジ対応部６２、６３と腕対応部６５、６６との境界のコーナー部外側と、それに対向する上孔型ロール４０（あるいは５０）のコーナー部９４ａ、９４ｃは接触していない。上孔型ロールは仕上材１９ａの腕対応部６５、６６の上面（外面）６５ａ、６６ａに対向する部分と、フランジ対応部６２、６３の内側上方部分６２ａ、６３ａに対向する部分で接触している。また、継手対応部６８、６９の上面（外面）６８ａ、６９ａは上孔型ロール４０、５０のそれに対向する部分で接触している。ここでは図１４（ｄ）に対応した上下孔型ロールとの接触状態を説明したが、図１４（ａ）～（ｃ）についても仕上材１９ａの接触箇所に、それに対向する孔型ロールを同様に接触させればよい。
　なお、図１４（ａ）～（ｄ）を参照して曲げ成形における仕上材１９ａに対する好適な接触箇所について説明したが、図１４、図２２に示すように、曲げ成形において接触するそれぞれの箇所は、仕上材１９ａの板厚を圧下するような位置構成とはなっていない。具体的には、仕上材１９ａの特定の箇所を上下孔型ロール双方によって両側から押圧する（即ち、圧下する）ような構成とはなっておらず、上下孔型ロールのロール隙も仕上材１９ａの板厚より大きくなるように構成されていることから、板厚の圧下は行われない。ウェブ対応部６０やフランジ対応部６２、６３を圧下しなければ、圧下反力を不必要に上げなくて済む。
　また、図１４、図２２では、各コーナー部７０、７１に対し各孔型ロールの一部箇所を接触させる構成の一例について図示説明したが、本発明における各孔型ロールの接触箇所はこれに限られるものではない。即ち、図１４、図２２を参照して上述した接触箇所に加え、更なる接触箇所を設けても良い。
　図１５は曲げ成形機２０における仕上材１９ａの接触箇所についての説明図であり、（ａ）～（ｄ）は接触箇所の他の一例を示している。ここで、図１４と同じ接触箇所については同一の符号を付し、その説明は省略する。図１５に示すように、接触箇所として、図１４で示したものに加え、ウェブ対応部６０とフランジ対応部６２、６３との境界のコーナー部７０の外側７０ｃ、７０ｄ（以下、ウェブ－フランジコーナー部外側７０ｃ、７０ｄとも呼称）と、フランジ対応部６２、６３と腕対応部６５、６６との境界のコーナー部７１の外側７１ｃ、７１ｄ（以下、フランジ－腕コーナー部外側７１ｃ、７１ｄとも呼称）を設けても良い。
　即ち、各孔型ロールと仕上材１９ａとの接触箇所を図１５で示した箇所とした場合、仕上材１９ａのウェブ－フランジコーナー部７０及びフランジ－腕コーナー部７１が上下孔型ロール双方に接触し、両側から圧下されるような位置構成となっている。
　上述したように、曲げ成形の上流側工程である熱間圧延（粗圧延、中間圧延、仕上圧延等）においては、ウェブ－フランジコーナー部７０及びフランジ－腕コーナー部７１の板厚が製品板厚より厚くなるように圧延された後、曲げ成形機２０に搬送されても良い。そして、仕上材１９ａのウェブ－フランジコーナー部７０及びフランジ－腕コーナー部７１に対向する部分の上下孔型ロールのロール隙は、製品板厚となるように設定されても良い。このような寸法構成にあっては、仕上材１９ａは、曲げ成形機２０において、板厚が製品板厚より厚い状態にあるウェブ－フランジコーナー部７０及びフランジ－腕コーナー部７１が上下孔型ロール双方により圧下されると共に、材料全体が曲げ成形される。
　このように、仕上材１９ａの曲げ成形時に原則として圧下は行わないものの、所定の一部箇所（図１５参照）のみ圧下を行っても良い。仕上材１９ａに対して圧下を行うと、圧下された領域の板厚方向全体が塑性変形する。圧下による塑性変形によって、曲げによる板厚内の応力分布は全体的に圧縮寄りに移動し、コーナー部に作用する曲げモーメントが小さくなる。このため、板厚方向全体が塑性変形する範囲において曲げ成形後のスプリングバックが非常に小さくなる。
　即ち、図１５に示したように、ウェブ－フランジコーナー部７０及びフランジ－腕コーナー部７１を圧下しながら曲げ成形を行うと、ウェブ－フランジコーナー部７０及びフランジ－腕コーナー部７１を圧下しない場合に比べて成形負荷は増加するものの、曲げ成形中の仕上材１９ａのコーナー部７０、７１の厚み方向内側の圧縮応力の増大を抑えつつ、外側の引張応力を小さくすることができ、成形後のスプリングバックが減少して仕上材１９ａの長手方向の寸法形状の変動を小さくすることができる。これにより、製品形状（角度）に制約されることなく最適な形状で圧延を行うことができ、生産性や歩留が向上する。また、寸法精度に優れた大断面の製品を、圧延機のロール径に制約されることなく低コストで製造することができる。更には、冷間で加工する場合に比べて設備を小さくでき、寸法形状や材質の安定化を図ることができる。
　なお、図１５に示した構成での曲げ成形において、ウェブ－フランジコーナー部７０及びフランジ－腕コーナー部７１の圧下率が２０％を超えると、断面内各部の延伸バランスがとれなくなり、形状が崩れる恐れがある。このため、曲げ成形における圧下率は、２０％以下であることが好ましく、さらに好ましくは２～１０％である。２％も圧下すれば、ウェブ－フランジコーナー部７０及びフランジ－腕コーナー部７１の板厚方向全体が塑性域となり、曲げ成形後のスプリングバックを減少させることが可能となる。ただし、このような圧下率の条件を満たすことができるように、圧延工程において被圧延材のウェブ－フランジコーナー部７０及びフランジ－腕コーナー部７１の板厚を調整しておくことが必要となる。
　また、曲げ成形機２０が複数スタンドで構成される場合、全てのスタンドでコーナー部７０、７１の圧下を行っても良いが、少なくとも最終スタンド（本実施形態では第２スタンド２３）においてコーナー部７０、７１の圧下を行えば、成形後のスプリングバッグを減少させる効果を享受することができる。
（作用効果）
　以上図１４や図１５を参照して説明した構成によれば、曲げ成形機２０の各上下孔型ロールにおけるロール隙が、仕上材１９ａのフランジ対応部及びウェブ対応部の厚みより大きくなるような構成としたことにより、例えば圧延工程（粗圧延～仕上圧延）において上下孔型ロールのスラスト方向のずれによって被圧延材の左右のフランジ対応部の厚みに差が生じてしまった場合でも、片側のフランジ対応部のみを厚み圧下を伴いながら曲げ成形し、通材が不安定となってしまうといった事態を回避することができる。
　更に、上述したように曲げ成形は、熱間で実施される。好ましくは、仕上圧延機１９と曲げ成形機２０をタンデムに配置し、仕上圧延と曲げ成形を連続して熱間で行うことで被圧延材の温度低下が少なくなる。ここで、熱間での仕上圧延・曲げ成形とは、被圧延材の変態が完了する前の温度での圧延・成形を言う。このような条件下で曲げ成形を行うことにより、従来の冷間で行う曲げ成形に比べ、曲げ成形機２０にかかる成形負荷や、曲げ成形に伴う伸びや靭性の低下等の材質劣化、残留応力を低減させることができる。
　このように、図１３に示したように曲げ加工が行なわれ、製品であるハット形鋼矢板が製造される。曲げ成形機２０においては、孔型ロールによって仕上材１９ａを成形するものであり、孔型ロール形状によってコーナー部に３点曲げのモーメントが生じ、そのコーナー部をさらに曲げて製品形状に近付けている。このとき、図１４あるいは図１５に示した仕上材１９ａの所定箇所のみにおいて各孔型ロールが接触する。なお、図１３（ｂ）と図１３（ｃ）を参照してそれぞれの孔型４５、５５で行われる成形について説明したが、これらの曲げ加工は一枚の材料（仕上材１９ａ）に対して連続的に行われるものであり、通常一枚の材料が第１スタンド２２と第２スタンド２３の双方に同時に通材された状態（即ち、タンデム状態）で成形が行われる。
　本実施の形態にかかる鋼矢板の製造方法では、上述したように構成される曲げ成形機２０を用いて曲げ成形を行う構成としており、大型で複雑な機構のミルや多台数のミルを用いることなく効率的にハット形鋼矢板製品を製造することができる。加えて、大型のハット形鋼矢板製品を製造する場合にも問題なく適用可能である。
　また、本実施の形態では仕上圧延機１９のあとに曲げ成形機２０が直結されることによって熱間で曲げ成形が行われる。このことによって、曲げ成形機２０への被圧延材の入り温度を高く維持することができるため、曲げ成形時に被圧延材の再加熱を行うことを必要とせず、圧延と曲げ成形を連続的に行うことができる。熱間での曲げ成形によれば、冷間の曲げ成形に比べて、曲げ反力が小さく、スプリングバックも小さく、曲げる段数も少なくて済む。
　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。
（中間圧延に用いる孔型の形状）
　例えば、上記実施の形態では、曲げ成形機２０における曲げ加工について説明したが、ハット形鋼矢板の製造では、曲げ成形機２０以外の圧延機についても、その孔型形状等について改良の余地がある。以下では、中間圧延に用いる孔型の好適な形状について説明する。
　本発明者らの検討によれば、中間圧延工程では、ウェブ対応部６０とフランジ対応部６２、６３との延伸の釣り合いを保って圧延が行われた場合でも、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（特にフランジ対応部６２、６３）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６２、６３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６２、６３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６２、６３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、リバース圧延が行われる場合、フランジ対応部６２、６３では、圧延のたびにこれらフランジ対応部６２、６３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、第１中間圧延機１３と第２中間圧延機１６を比較すると、後段の圧延機の方がより被圧延材（特にフランジ対応部６２、６３）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、特に後段の圧延機で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、中間圧延機に設けられる孔型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、フランジ波が生じないような構成とした中間圧延機の孔型の詳細な形状について図面を参照して説明する。なお、以下では例えば第２中間圧延機１６における特にフランジ対応部６３に係る圧延造形を例に挙げて図示・説明するが、対象とする孔型は被圧延材全体に対して厚み圧下を行う孔型であり、第２中間圧延機１６の孔型に限定されるものではない。
　図１６は、第２中間圧延機１６に設けられる孔型８０の構成の一例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６３に対向する箇所近傍（図１６（ａ）における破線で囲んだ部分）の拡大図を示す。ここで、図１６（ｂ）は孔型８０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を一点鎖線で図示している。
　図１６に示すように、孔型８０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８０における孔型圧延によって被圧延材全体に対して厚み圧下（即ち、中間圧延）が行われる。なお、ここでの圧延は、例えば同一孔型８０におけるリバース圧延によって行われる。
　また、図１６に示す孔型８０において、被圧延材のフランジ対応部６３に対向する対向部分１００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１６（ａ）に示すように、被圧延材のフランジ対応部６２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８５と下孔型ロール８８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８５と下孔型ロール８８のフランジ対向部分１００ａ、１００ｂ、１００ｃが平行）の場合、上孔型ロール８５と下孔型ロール８８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８５と下孔型ロール８８で異なる場合、角度θｆ２、θｆ１、θｆ３は上孔型ロール８５と下孔型ロール８８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８０における板厚方向のロール隙で代表し、孔型８０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８０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６３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８０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６３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８０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８０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８０で圧延造形された被圧延材は、フランジ対応部６２、６３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８０よりも後段の孔型、例えば、仕上圧延機１９（仕上圧延工程）に設けられた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。
　このような孔型８０の構成によれば、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、フランジ対向部分が直線状の孔型（以下、従来孔型とも記載）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８０のフランジ対向部分（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）に対応する中心線Ｓの線長を従来孔型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、孔型８０でリバース圧延を行うと、フランジ対向部分１００ｂでは従来孔型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では従来孔型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、従来孔型と同様のフランジ断面延伸を維持できる。なお、孔型８０のフランジ対向部分（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）に対応する中心線Ｓの線長を従来孔型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６０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。
　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、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６５、６６の延伸とウェブ対応部６０の延伸とは実質的に等しいと考えられ、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８０でのウェブ対応部６０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８０で圧延されたウェブ対応部６０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６０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８０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８０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１６を参照して説明したように、中間圧延を行う孔型８０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８０での圧延造形においてフランジ対応部６３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６３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６０や腕対応部６６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６３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６０や腕対応部６６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８０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、従来孔型での圧延造形に比べ、被圧延材のフランジ対応部６２、６３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、従来孔型による圧延では、フランジ対応部６２、６３の延伸がウェブ対応部６０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１６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。
（中間圧延に用いる孔型の他の形状）
　また、被圧延材のフランジ対応部６２、６３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、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１７は、中間圧延に用いる孔型の他の形状に係る概略説明図であり、フランジ対応部６３に対向する箇所近傍の一例を示す概略拡大図である。図１７に示すように、フランジ対向部分１００ａ、１００ｃは曲線形状で構成されている。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６０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６６を形成する工程を含むことが好ましい。この場合、ウェブ対応部６０を形成するためのウェブ対向部分１００ｄと、腕対応部６６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１７に示す一例では、腕側の境界部Ｐｃ（腕対応部６６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（ウェブ対応部６０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１７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１７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１７では直線Ｑおよび接線Ｑａ、Ｑｃを下孔型ロール８８で説明したが、上孔型８５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８５と下孔型ロール８８で異なる場合、θｆ２、θｆ１、θｆ３は上孔型ロール８５と下孔型ロール８８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、ここでは、孔型８０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６２、６３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６２、６３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。
（厚み違いサイズの作り分け）
　上記実施の形態に記載の圧延ラインＬは、異なる厚みの製品を製造する場合にも対応できるように構成されているのが好ましい。この圧延ラインＬの曲げ成形機２０においても、上記実施の形態と同様に仕上材１９ａの板厚圧下が行われないようにするのが良い。即ち、圧延工程（粗圧延～仕上圧延）を行って仕上材１９ａの厚みを製品の厚み寸法にした後、曲げ成形機２０によって仕上材１９ａを板厚圧下することなく、当該仕上材１９ａを製品に近似した断面形状に成形する。かかる場合、曲げ成形機２０においては、仕上材１９ａのウェブ対応部６０及びフランジ対応部６２、６３の厚みの変化に対応するように、孔型４５及び孔型５５におけるロール隙を調整する。
　ここで、例えば図１８に示すように孔型４５において、ウェブ対応部６０に対向する部分４５ａ（以下、ウェブ部分４５ａと呼称する）のロール隙をｔｗとし、フランジ対応部６２、６３に対向する部分４５ｂ（以下、フランジ部分４５ｂと呼称する）のロール隙をｔｆとし、更にウェブ部分４５ａに対するフランジ部分４５ｂの角度（以下、フランジ角度と呼称する）をθとする。そして、孔型４５のロール隙を鉛直方向にΔだけ大きくすると、図１８の点線に示すようにウェブ部分４５ａのロール隙はΔｔｗ（＝Δ）だけ大きくなり、フランジ部分４５ｂのロール隙はΔｔｆ（＝Δｃоｓθ）だけ大きくなる。
　圧延工程における圧延機（粗圧延機１０～仕上圧延機１９）における孔型のフランジ角度と、曲げ成形機２０におけるフランジ角度θとは異なるため、圧延機と曲げ成形機２０のロール隙を同じ量だけ調整しても、これら圧延機と曲げ成形機２０におけるフランジ部分４５ｂの変化量Δｔｆが異なってしまう。具体的には、仕上圧延機１９のフランジ角度に比べて曲げ成形機２０におけるフランジ角度θの方が大きいため、仕上圧延機１９における変化量Δｔｆに比べて曲げ成形機２０における変化量Δｔｆが小さくなる。そうすると、曲げ成形機２０におけるフランジ部分４５ｂにおいて仕上材１９ａの板厚が圧下されるおそれがある。このため、製品の厚みの変化に応じて、圧延機におけるロール隙の変化量と曲げ成形機２０におけるロール隙の変化量は個別に設定する必要がある。
　即ち、圧延機におけるロール隙の変化量は、仕上材１９ａの厚みが製品の厚み寸法になるように設定される。
　一方、曲げ成形機２０におけるロール隙の変化量は、当該曲げ成形機２０によって仕上材１９ａを成形する際に、想定されるすべての厚みの仕上材１９ａを板厚圧下しないように設定される。換言すれば、曲げ成形機２０におけるロール隙は、仕上材１９ａの厚みの変化に対応して、これら想定されるすべての厚みより大きくなるように設定される。具体的には、曲げ成形機２０における基準部位、例えば孔型４５のウェブ部分４５ａにおいて仕上材１９ａが板厚圧下されないように、当該ウェブ部分４５ａのロール隙をその部位の製品の厚みよりＡだけ大きく設定した場合（製品厚み＋Ａ）に、フランジ部分４５ｂにおいても仕上材１９ａが板厚圧下されないように、当該フランジ部分４５ｂのロール隙がその部位の製品の厚みよりＢだけ大きくなるように設定される（製品厚み＋Ｂ）。これらＡとＢは、それぞれ０より大きく、好ましくは５ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５ｍｍ～３ｍｍである。そして、孔型４５を形成する上孔型ロール４０と下孔型ロール４１は、上記ロール隙が設定できるように設計される。
　なお、上記説明においては、フランジ部分４５ｂのロール隙が製品の厚み＋Ｂに設定されたが、孔型４５において腕対応部６５、６６に対向する腕部分も同様に、ロール隙が製品の厚み＋Ｃに設定される。ＣもＡ、Ｂと同様、０より大きく、好ましくは５ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５ｍｍ～３ｍｍである。ハット形鋼矢板の場合、製品のウェブ対応部と腕対応部は水平であるため、ＡとＣはほぼ同じになる。また、他の孔型５５のロール隙も、上記孔型４５のロール隙と同様の方法で設定される。
　本形態によれば、上記実施の形態と同様の効果を享受しつつ、曲げ成形機２０の同一の上下孔型ロールを用いてロール隙を調整することにより、異なる厚みの製品を製造することができる。したがって、製造可能な製品サイズの自由度を向上させることができる。
（その他）
　例えば、上記実施の形態では、曲げ成形機２０が第１スタンド２２と第２スタンド２３から構成される場合について図示し、説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば曲げ成形機２０は単スタンドでもよく、また、任意の数の複数スタンドから構成されてもよい。曲げ成形機２０が複数スタンドから構成される場合には、各スタンドにおいて曲げ成形を分担して行うことができるため、曲げ成形に伴う継手対応部６８、６９の形状変化を小さくすることが可能となる。なお、スタンド数は曲げ成形角度と設備投資のバランスから好適に決定され、例えば曲げ成形角度が２０°～３０°程度であれば、２基スタンドが好適である。
　また、上記実施の形態に記載の曲げ成形機２０においては、被圧延材（仕上材１９ａ）と、各孔型ロールとの接触部分に潤滑油等を供給し、潤滑することが好ましい。特に、ウェブ対応部６０の下面及び腕対応部６５、６６の上面は、孔型ロールに対して局所的に接触し、相対滑り速度が大きい。そのため、曲げ成形後の製品における当該領域には引っ掻き疵が入りやすくなっている。従って、特にウェブ対応部６０の下面及び腕対応部６５、６６の上面と孔型ロールとの接触部分は潤滑を行う必要がある。このような潤滑を行うことで、引っ掻き疵のない良好な品質の製品を製造することが可能となる。
　また、以上の実施の形態ならびにその変形例においては、ハット形鋼矢板製品を上開き（ウェブ対応部に対して腕対応部を上側にした）姿勢で製造する場合を例示して説明したが、逆の下開き（ウェブ対応部に対して腕対応部を下側にした）姿勢で製造する場合にも本発明は適用できる。その場合、継手の向き及び上下孔型ロールを逆配置するものとして考えれば良い。また、上記実施の形態ならびにその変形例等にかかる説明では、最終製品としてハット形鋼矢板を製造する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばＵ形鋼矢板等の鋼矢板製品の製造において適用することもできる。
（実施例１）
　本発明にかかる鋼矢板の製造方法により、熱間仕上圧延に引き続き、連続した２スタンドで構成される曲げ成形機によって２０°の熱間曲げ成形を行いハット形鋼矢板を製造した場合と、従来技術として、フラットロールからなる複数の支承ロールを用いて冷間加工により曲げ成形を行ってハット形鋼矢板を製造した場合とを比較した。
　本発明にかかる鋼矢板の製造方法によれば、曲げ成形後の被圧延材を製品長さに切断後、スプリングバックによってフランジとウェブとがなす角度が最大約０．５°増加した。また、このときの製品長手方向の全幅差は約４．５ｍｍであった。
　一方、従来技術にかかる鋼矢板の製造方法によれば、曲げ成形後の被圧延材を製品長さに切断後、スプリングバックによってフランジとウェブとがなす角度が最大約２．２°増加した。また、このときの製品長手方向の全幅差は約２５ｍｍであった。
（実施例２）
　本発明の実施例２として、ウェブ厚１５．０ｍｍ、フランジ厚１１．３ｍｍ、腕厚１４．５ｍｍの第１のハット形鋼矢板製品（表中の鋼矢板１）と、ウェブ厚１７．０ｍｍ、フランジ厚１２．８ｍｍ、腕厚１６．５ｍｍの第２のハット形鋼矢板製品（表中の鋼矢板２）を、同じ曲げ成形ロールから製造するため、以下の表１に示した寸法条件でもって、仕上圧延機と２スタンドの曲げ成形機のロールをそれぞれ共用し、ロール隙を調整するだけで、熱間で曲げ成形を行い製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、曲げ成形機の第１スタンドと第２スタンドのいずれのロール隙も、仕上材の厚み（即ち、仕上げ圧延機のロール隙）に対して１．９ｍｍ～２．８ｍｍ大きくして曲げ成形を実施した。これにより仕上圧延に比べて非常に低い成形負荷で、良好な製品が成形ロール隙調整により製造できた。　
（実施例３）
　本発明の実施例３として、従来技術に係る２孔型を用いた中間圧延方法と、本発明に係る１孔型複数パスで行われる中間圧延方法と、における中間圧延後の被圧延材の仕上がり温度の違いについて検証を行った。以下の表２は従来法と本発明法の中間圧延における圧延条件を示す表である。また、図１９は本実施例３に関する説明図であり、（ａ）は従来法の孔型配置、（ｂ）は本発明法の孔型配置を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図１９（ａ）や表２に示すように、従来法では並列に配置された２孔型に分けて、各孔型２パスずつの圧延を行った。一方、図１９（ｂ）や表２に示すように、本発明法では１孔型を直列に配置し、多パス圧延を行った。その結果、表２に示すように、従来法では鋼材をシフトさせる時間がかかるのに対し、本発明法では鋼材のシフトが不要であることから、フランジ仕上がり温度が４０℃高いことが分かった。
　なお、本発明を適用した場合、ロール胴長が短くなるため、ロール耐荷重が向上する効果がある。ハット形鋼矢板製造において、特に薄肉サイズでパス回数が多いサイズでは、１パスあたりの圧下量が拡大できるので大きなパス回数の削減効果が期待できる。その場合、フランジ仕上がり温度は、表２に示す以上に大きく向上させることが可能となる。
　中間圧延での鋼材（被圧延材）の仕上がり温度が高いと、加工エネルギーが少なく、鋼材の鋸断を効率的に行うことができるといったメリットがある。また、上記実施の形態で説明した曲げ成形を行う際に、曲げ成形機にかかる成形負荷や、曲げ成形に伴う伸びや靭性の低下等の材質劣化、残留応力を低減させることができる。
　本発明は、ハット形鋼矢板の製造方法に適用できる。
　　１０…粗圧延機
　　１３…第１中間圧延機
　　１４…エッジャー圧延機
　　１６…第２中間圧延機
　　１７…エッジャー圧延機
　　１９…仕上圧延機
　　１９ａ…仕上材
　　２０…曲げ成形機
　　２２…第１スタンド
　　２３…第２スタンド
　　４０…上孔型ロール
　　４１…下孔型ロール
　　４４…筐体
　　４５…孔型
　　５０…上孔型ロール
　　５１…下孔型ロール
　　５４…筐体
　　５５…孔型
　　６０…ウェブ対応部
　　６２、６３…フランジ対応部
　　６５、６６…腕対応部
　　６８、６９…継手対応部
　　７０…コーナー部
　　７０ａ、７０ｂ…コーナー部内側
　　７０ｃ、７０ｄ…コーナー部外側
　　７１…コーナー部
　　７１ａ、７１ｂ…コーナー部内側
　　７１ｃ、７１ｄ…コーナー部外側
　　８０…（中間圧延を行う）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
　　Ｌ…圧延ライン
　　Ｏ…中立線
 

Claims (14)

  1. 熱間圧延により被圧延材に粗圧延、中間圧延および仕上げ圧延を行った後、曲げ成形を行うハット形鋼矢板の製造方法であって、
    被圧延材はウェブ対応部、フランジ対応部、腕対応部及び継手対応部から構成され、
    前記ウェブ対応部と前記フランジ対応部との接続箇所及び前記フランジ対応部と前記腕対応部の接続箇所に加工部位としてのコーナー部が形成され、
    前記中間圧延は１スタンド１孔型で構成される１又は複数の中間圧延機において上下孔型ロールに設けられた孔型にて熱間で被圧延材を所定の目標製品高さより低い高さで複数パス圧延で行われ、
    前記曲げ成形は、熱間で行われ、且つ、前記加工部位が変態点以上の温度である状態で行われ、被圧延材を所定の目標高さおよび目標幅に成形させることを特徴とする、ハット形鋼矢板の製造方法。
  2. 前記中間圧延は、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、
    　前記リバース圧延を行う孔型は、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、請求項１に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  3. 前記リバース圧延を行う工程は、前記ウェブ対応部と、前記腕対応部を形成する工程を含み、
    前記リバース圧延を行う孔型は、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、
    前記リバース圧延を行う孔型は、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２に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  4. 前記リバース圧延を行う孔型においては、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２又は３に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  5. 前記曲げ成形は、上下孔型ロールを用いて行われ、
    前記曲げ成形では、当該上下孔型ロールを用いて前記コーナー部の内側に当該上下孔型ロールの一部を接触させ当該コーナー部を曲げることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  6. 前記曲げ成形では、前記ウェブ対応部と前記フランジ対応部との接続部である一方のコーナー部へのロールの接触に伴いかかる力と釣り合う方向に、前記フランジ対応部と前記腕対応部との接続部である他のコーナー部に対し力がかかるようにロールを接触させて成形を行うことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  7. 前記曲げ成形は、上下孔型ロールを用いて行われ、
    前記曲げ成形では、当該上下孔型ロールを用いて熱間で前記コーナー部の内側に当該上下孔型ロールの一部を接触させ当該コーナー部を曲げ、
    前記曲げ成形時には、当該上下孔型ロールの前記ウェブ対応部、前記フランジ対応部、及び、前記腕対応部に対向する部分のロール隙は、それぞれ前記ウェブ対応部、前記フランジ対応部、及び、前記腕対応部の厚みより大きいことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  8. 前記ウェブ対応部ならびに前記フランジ対応部の厚みの変化に対応して、各厚みより大きくなるように、前記曲げ成形を行う上下孔型ロールの前記ウェブ対応部ならびに前記フランジ対応部に対向する部分のロール隙がそれぞれ設定されることを特徴とする、請求項７に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  9. 前記熱間圧延において、前記コーナー部の板厚が製品板厚よりも厚くなるように前記被圧延材を圧延し、
    前記曲げ成形では、前記上下孔型ロールにより前記コーナー部を圧下することを特徴とする、請求項７又は８に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  10. 前記曲げ成形では、前記被圧延材と前記上下孔型ロールとの接触部分を潤滑することを特徴とする、請求項７～９のいずれか一項に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  11. 前記曲げ成形では前記ウェブ対応部の外側と、前記腕対応部の外面と、に前記上下孔型ロールを接触させることを特徴とする、請求項７～１０のいずれか一項に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  12. 前記曲げ成形では前記継手対応部が略水平となるように当該継手対応部の外面に前記上下孔型ロールを接触させることを特徴とする、請求項７～１１のいずれか一項に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  13. 前記曲げ成形を行う曲げ成形機と、前記仕上圧延を行う仕上圧延機はタンデムとすることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか一項に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
  14. 前記加工部位は、前記ウェブ対応部と前記フランジ対応部との接続箇所及び前記フランジ対応部と前記腕対応部の接続箇所であり、曲率を有する屈曲部であることを特徴とする、請求項１～１３のいずれか一項に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
     
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