JPH03268805A - 異厚鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば造船、鉄骨、産業機械等の分野におい
て利用される、その幅方向にテーパーを存し、かつその
長手方向に板厚差を有する異厚鋼板およびその製造方法
に関する。

（従来の技術） 従来、例えば造船の分野において、設計上その長手方向
についての板厚を変化させざるを得ない部材を製造する
場合には、その板厚が一定でない複数の部材同士を溶接
で適宜つなぎ合わせることにより所望の形状としていた
。

ところで、近年に至り造船のみならず建設、産業機械等
の分野においては、溶接作業の省略等の観点から、前記
のように溶接に転らずに使用することができる鋼板とし
て、 ■差厚鋼板（第７図に示すように、その長手方向につい
ての板厚が段差状に不連続に変化する鋼板）、および ■テーパー鋼板（第８図に示すように、その幅方向につ
いての板厚が連続的に変化する鋼板）等の鋼板の使用が
増加する傾向にある。すなわち、このような差厚鋼板お
よびテーパー鋼板は、構造物の設計および施工において
、溶接工数を大幅に削減することができるからである。

このような差厚鋼板またはテーパー鋼板のそれぞれの製
造方法は、例えば特公昭５１−３５１８３号公報、特開
昭５９−１６６０４号公報、特公昭６０−１２４号公報
、さらには特開昭６３〜４０６０４号公報等により開示
されており、一般に広く知られている。

例えば、第９図（ａ）は、従来の差厚鋼板の製造を行う
場合を示す略式説明図であり、圧延中はワークロールの
長手方向について、同一の圧下刃による圧下を行ってお
り、圧延途中で圧下量を段差状に不連続に変更すること
により、例えば第７図に示すような差厚鋼板の製造を行
っている。なお、この圧下蓋の変更の際に、ワークロー
ルの圧上速度または圧上速度は前記差厚鋼板の幅方向に
ついて同し値、すなわち上下のワークロールの平行な位
置関係を保ったままとしていた。

また、第９図（ｂ）は、従来の幅方向テーパー鋼板の製
造を行う場合を示す略式説明図であり、圧延中はワーク
ロールの長手方向について、上下のワークロールにより
形成されるロールギャップをテーパー状でそれぞれの側
での板の圧下率を一定として圧延を行うことにより、幅
方向テーパー鋼板の製造を行うものであり、圧延途中で
のロールギャップ、すなわち各ロールの圧下位置の変更
は行っていない。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このように差厚鋼板またはテーパー鋼板のそ
れぞれの鋼板の製造技術は、従来から広く知られていた
ものの、その幅方向にテーパーを有し、かつその長手方
向に板厚差を有する鋼板（以下、これを翼厚鋼板と称し
、上述の差厚鋼板およびテーパー鋼板と区別する）を溶
接、切削加工等を行わずに圧延のみによって製造する方
法は、これまで存在しなかった。

このような「その幅方向にテーパーを有し、かつその長
手方向に板厚差を有する翼厚綱板」の具体例としては、
例えば造船の建造にあっては大型タンカー、バルクキャ
リア間の隔壁（ハルクヘソド）が、また産業機械の製造
にあってはパヮーショヘルのブーム部材等があり、これ
らは前記のような造船、鉄骨等の建設、産業機械の製造
に際しては、補強部材として、または構造部材としてそ
の需要が近年非常に増大している鋼板である。このよう
な翼厚鋼板を第１図に模式的に示す。

しかし、このような翼厚綱板を溶接を行わずに圧延のみ
によって製造することができる技術は前述のようにこれ
まで存在しておらず、その全ては前記テーパー鋼板およ
び／または差厚綱板を複数適宜組み合わせることにより
所望の形状とした後、溶接することにより製造されてい
た。

このような翼厚鋼板を圧延のみによって製造する手段と
しては、例えば、前述した第９図（ａ）に示す従来の差
厚綱板の製造方法において、上下のワークロール同士を
平行に対峙させずにそのロールギャップがテーパー状に
なるように対峙させておくことが考えられ、この手段に
より、−見簡単に翼厚鋼板を製造することができるよう
に考えられるが、周知のように、この手段では、被圧延
材の幅方向の両端部における圧下量が大きく異なってし
まうために圧延キャンバ−が発生してしまい、圧延を続
けることができなくなってしまう。

また、第９図（ａ）および第９図（ｂ）を参照しながら
前述した従来の差厚鋼板およびテーパー鋼板の製造方法
を単にそのまま組み合わせた場合、すなわち幅方向テー
パー鋼板の圧延後に、この幅方向テーパー鋼板の幅方向
の両端部における圧上速度または圧上速度を同じ値とし
て、圧延方向についで圧下量を変更して翼厚鋼板を製造
する場合を考えると、ワークロールの上昇または下降に
伴って、幅方向テーパー鋼板の幅方向に関する片端側の
みが圧下されることになり、やはり著しい圧延キャンバ
−が発生して圧延を続けることが不可能となってしまう
。

つまり、その幅方向にテーパーを有し、かつその長手方
向に板厚差を有する翼厚鋼板を必要とする場合には、従
来は、圧延のみによっては製造することができず、板厚
の異なる複数の鋼板を適宜溶接ないしは切削加工して所
望の形状とすることにより製造せざるを得す、溶接工数
・加工工数の増加、溶接部の強度低下等の問題を引き起
こしていた。

ここに、本発明の目的は、従来のように溶接等を行わず
に、単一の部材からなり、その幅方向にテーパーを有し
ζかつその長手方向に板厚差を有する圧延のみによる翼
厚鋼板およびその製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討を重ねた
。

その結果、まず厚鋼板に対して、テーパー鋼板を製造す
る圧延工程を行うことにより、その圧延方向にテーパー
を有する圧延方向テーパー鋼板を製造し、該圧延方向テ
ーパー鋼板ｌ板の向きを変更して幅方向テーパー綱板と
し、該輻方向テーパー鋼板に、差厚鋼板を得る従来の圧
延工程を一部変更した圧延工程を組み合わせることによ
り、単一の部材からなり、その幅方向にテーパーを有し
、さらにその長手方向に板厚差を有する翼厚鋼板を圧延
のみによって製造することが可能となることを知見して
、本発明を完成するに至った。

ここに、本発明の要旨とするところは、単一の部材から
なり、その幅方向にテーパーを有し、かつその長手方向
に板厚差を有する圧延のみによる翼厚鋼板である。

また、上記の本発明にがかる翼厚鋼板の製造方法として
、圧銅板の幅出し圧延の最終パスの圧延またはその数パ
ス前からの圧延において、圧延途中で圧下量を変更する
ことによりその圧延方向にテーパーを有する圧延方向テ
ーパー鋼板を製造し、該圧延方向テーパー鋼板の向きを
変更してその幅方向にテーパーを有する幅方向テーパー
鋼板とした後、この幅方向テーパー鋼板の圧延を行って
、その最終パスの圧延または最終パスの数パス前からの
圧延において、圧延途中で圧下量の変更を行うことによ
りその長手方向に板厚差を有する鋼板とすることを特徴
とする上記の圧延のみによる翼厚鋼板の製造方法である
。

さらに、上記の本発明にかかる圧延のみによる翼厚鋼板
の製造方法においては、前記圧下量の変更は、前記幅方
向テーパー鋼板の両端部におけるワークロールの圧上速
度または圧上速度をそれぞれ個別に制御することにより
行うことが好適であり、さらに具体的には、厚鋼板の幅
出し圧延の最終パスの圧延またはその数パス前からの圧
延において、圧延途中で圧下量を変更することによりそ
の圧延方向にテーパーを有する圧延方向テーパー銅板を
製造し、該圧延方向テーパー鋼板の向きを変更すること
により幅方向にテーパーを有する幅方向テーパー鋼板と
した後、この幅方向テーパー鋼板の幅方向の断面形状に
適合するロールギャップを有するワークロールを用いて
前記幅方向テーパー調板の圧延を行う翼厚鋼板の製造方
法であって、前記幅方向テーパー鋼板の最終パスの圧延
または最終パスの数パス前からの圧延において、前記幅
方向テーパー鋼板の幅方向の両端部におけるワークロー
ルの圧上速度または圧上速度ν１およびｖｌが下記式を
満足するようにして前記ワークロルを移動させて、前記
幅方向テーパー鋼板の圧延方向に関する圧下量を変更す
ることによりその圧延方向に板厚差を有する鋼板を製造
することを特徴とする上記の圧延のみにょる翼厚鋼板の
製造方法である。

ｔニーＬ＋　　　　　Ｌａ　　Ｌｚ ただし、１．．１．：翼厚鋼板の幅方向において板厚が
大である側の両端部 の板厚（ｔ＋　＜　ｔｉ） ｔｌ、ｔ、：翼厚鋼板の幅方向において板厚が小である
側の両端部 の板厚（ｂｅｔａ） ｖｌ：前記板厚が大である側の端 部におけるワークロールの 圧上速度または圧上速度 ｖ２：前記板厚が小である側の端 部におけるークロールの圧 上達度または圧上速度 本発明において、「単一の部材」とは、本発明にかかる
翼厚鋼板が複数の部材に溶接ないしは切削加工等を行っ
て得た鋼板を含まない趣旨であり、また「圧延のみ」と
の限定は翼厚化するのに切削加工等を行わずに、圧延の
みによって製造されることを明確にする趣旨である。

また、本発明において、「テーパー」とは、板厚が徐々
に連続的に変化することをいい、さらに「板厚差」とは
板厚が段差状に不連続に変化することをいう。

（作用） 以下、本発明を作用効果とともに詳述する。

本発明は、略述すれば、まず従来のテーパー鋼板の製造
工程にしたがって圧延方向にテーパーをを有する鋼板を
製造した後、この鋼板の圧延方向を約９０°変更して、
その幅方向にテーパーを有する鋼板とした後、この幅方
向にテーパーを有する鋼板にさらに複数パスのリバース
圧延を行って、その最終パスの圧延または最終パスの数
パス前からの圧延において、圧延途中で圧下量を変更す
ることにより、その長手方向（圧延方向）に板厚差を有
する鋼板を製造することにより、単一の部材からなり、
その幅方向にテーパーををし、かつその長手方向に板厚
差を有することを特徴とする圧延のみによる翼厚鋼板お
よびその製造方法である。

まず、本発明にがかる翼厚鋼板の製造方法について詳述
する。

本発明においては、第１工程として第１図〜）に示すよ
うに、例えば通常の矩形断面の厚鋼板（鋼片）に熱間圧
延を行って、最終的に、圧延方向の両端部における板厚
がＴ１および丁□（ＴＩ＜Ｔりである圧延方向テーパー
鋼板の製造を行う。

すなわち、第１図（ｂ）に示すように、厚鋼板の幅出し
圧延の最終パスまたはその数パス前からの圧延において
、圧延噛み込みから噛み放しまでの間に、ワークロール
のロールギャップを連続的にテーパー状に変更して板厚
の制御を行うことにより、その板厚がＴ２からＴ１まで
徐々に連続的に変化する圧延方向テーパー鋼板を得る。

この際に、圧延方向テーパー鋼板の両端部における板厚
Ｔ１、Ｔ２は、最終的に目標とする製品（翼厚鋼板）の
寸法が第１図（ａ）に示す寸法であるとした場合に、 Ｔ　＋　／　Ｔ　Ｉ　＝　ｔ　＋　／　ｔ　ｚとなる関
係を満足する板厚Ｔ１、Ｔ２としておく。

次に、第２工程として、この圧延方向テーパー鋼板を約
９０°ターンして第１図（Ｃ）に示すように、その幅方
向にテーパーを有する幅方向テーパー鋼板とし、この幅
方向テーパー鋼板に、複数パスのリバース圧延を行う。

ここで、各パス時における幅方向テーパー鋼板の両端部
における板厚をＬＩ＋１、ｔ２１．とした場合（ｉはパ
ス数）、ｊ＋＋　；／　ｔｘ、ｒ　＝　ｔ＋、＝−Ｉ／
Ｌｘ、　ｉ−＋　（＝ｔ＋／　Ｔｚ）の関係を保ちなが
ら、幅方向テーパー鋼板の圧延を行うものである。なお
、この際に、上下のワークロールにより形成されるロー
ルギャップは、前記圧延キャンバ−を防止し、前記式を
満足する観点から、前記幅方向テーパー網板の幅方向の
断面形状に適合した形状としておく。

本発明では、この第２工程の途中、すなわち前記リバー
ス圧延の最終パスまたは最終パスの数パス前からの圧延
において、幅方向テーパー鋼板の長手方向に段差状の板
厚差を付与したい点を境として、ワークロールの圧下量
を段差状に変更して、前記幅方向テーパー鋼板の長手方
向について板厚差を付与する。

この工程における板厚差の付与は、前述した差Ｗ、鋼板
の製造方法とほぼ同しであり、特に最終パス、あるいは
目標とする翼厚鋼板の寸法を示す第１図（ａ）における
ｔｌおよびｔ３間の板厚差が大きい場合（例えば、５１
以上の場合）には、最終パスの数パス前から圧下量を徐
々に変更して圧延途中で板厚を変えることにより、幅方
向テーパー鋼板の圧延方向（長手方向）に板厚差を付与
することができるのである。

但し、この圧下量の変更は、前記幅方向テーパーａｉｖ
ｉの両端部におけるワークロールの圧上速度またば圧上
速度をそれぞれ個別に制御すること、すなわち単にワー
クロールを上昇または下降させるのではなく、前記上昇
または下降と同時に、上下のワークロールにより新たな
断面形状のロールギャップを形成することにより、前述
した圧延キャンバ−を発生させないようにすることが好
適であり、具体的には第１図ｆｄ）において、１、、、
−１．、　　　　１．、、　−１．、。

（ただし、ν、は板厚がｔｌおよびｔ、である側におけ
るワークロールの移動速度を、またν２は板厚がｔ２お
よびｔ４である側におけるワークロールの移動速度をそ
れぞれ示す、つまり、ワークロールの圧下、圧上速度で
ある。） なる関係を満足するようにして、ワークロールの移動を
行って圧下量の変更を行うことがさらに望ましい。

このような関係を満足せずに、従来の差厚鋼板の製造方
法にあるように、シア。８−シ２１．の関係でワークロ
ールの移動を行う　（単にワークロールを上昇または下
降させること）と、ワークロールが（ｔ３．　ｉ　−ｔ
、、　ｉ）の距離だけ移動した時に、板厚がｔｌ、８お
よびｔ３１、である側の圧下量が０となり、板厚がｔ２
１．およびｔ４１、である側のみを圧下することになり
、圧延キャンバ−が大きくなってしまうのである。

このような圧延方法により、最終的にＬ＋、ｒ−Ｌ＋、
ｔｚ、ｒ＝ｂ、ｔ３．ｆ＝ｔ３、Ｌａ、ｔ＝ｔ４の値を
得ることができる。したがって、単一の部材からなり、
その幅方向にテーパーを有し、かつその長手方向に板厚
差を有する翼厚綱板を圧延のみによって製造することが
できる。

すなわち、本発明にがかる翼厚鋼板の製造方法の第２工
程においては、第２図に示すように、圧延途中でワーク
ロールの長手方向について圧下量を変更することにより
翼厚綱板を製造することができ、具体的には、前記圧下
量の変更は、前記幅方向テーパー鋼板の両端部における
ワークロールの圧上速度または圧上速度をそれぞれ個別
に制御することにより行うことが好適であり、さらに具
体的には前述のｖ、およびｖ２の関係を満足しながらワ
ークロールの位置を変更することにより、幅方向テーパ
ー鋼板に板厚差を付与して、最終的に圧延のみによる翼
厚鋼板を得ることができるのである。

このようにして、本発明により所望の翼厚綱板を圧延の
みにより簡単に製造することができる。

（実施例） さらに、本発明を実施例により具体的に説明するが、こ
れはあくまでも本発明の例示であって、本発明はこれに
より限定されるものではない。

実施例１ 第３図伽）に示す寸法および形状のスラブ、すなわちそ
のサイズが厚さ２４０　ｍｍＸ幅２１００ａｍ　Ｘ長さ
２２８５−であるスラブから、第３図（ａ）に示す寸法
の翼厚鋼板への圧延を行った実施例を以下に示す。

まず、第３図ら）に示すスラブにならしパスを行って、
第３図（Ｃ）に示すように、厚さを２４０ｍｍから１６
０１１１１１へと減少し、圧延方向に２２８５１１１１
１から３４３０ｍｍへと伸ばした。

次に、このようにして圧延方向に延ばしたスラブを９０
°ターン（第３図（（１））して、輻出し圧延を行い、
その幅方向に伸ばした後、従来のテーパー銅板の製造方
法を用いて、圧延方向についての端部が１０５ｓ＋ｍか
ら１１９１へと連続的に変化する圧延方向テーパー鋼板
を製造した。

そして、第３図（ｅ）に示すように、さらにスラブを９
０°ターンして以降最終３パス前まで幅方向にテーパー
を有する鋼板の従来の圧延方法と同しであって、左右の
板厚比が一定となる圧下量を設定して圧延を行い、板厚
が１５ｍｍから１７−翔へと連続的に変化する幅方向テ
ーパー鋼板を得た。

そして、次のパスで、段差部を境として板厚が少ない部
分（第３図（ａ）に示す、長さが５ｍである部分）の板
厚を１３．０ｍｍから１４．７３１１１１１へとテーパ
ー状に連続的に変化させるように、さらに最終パスで、
前記板厚を１２．０＋ｕｗから１３．６＋ｗ＊へとテー
パー状に連続的に変化させるように、前記長さが５ｍで
ある部分の範囲を、ワークロールの圧下位置を制御しな
から２パスリバース圧延することにより、第３図（ａ）
に示す目標の寸法および形状の翼厚綱板を圧延のみによ
り得ることができた。

なお、第３図（ａ）に示す翼厚鋼板は、ｔ＋／１ｚ＝ｈ
／ｌ、　（−０，８８）の場合である。

実施例２ 前記実施例１は第４図に示す一般的な寸法の異！鋼板に
おいて、ｔ＋／ｈ＝ｈ／１４の関係を満足する翼厚鋼板
の製造を行ったものであり、矩形のスラブから比較的簡
単に作る方法であるが、上記のような関係を満足しない
翼厚鋼板の製造も、本発明により可能である。

以下、このような方法についても詳述する。

■スラブの切削による方法 幅出し圧延によりテーパーを付与したスラブを一度焼出
し、その一部を加工する。

すなわち、第５図（ａ）に示すように、その一部（第５
図（ａ）における斜線部）を切削し、切削後に圧延に供
し各パスで、左右の板厚比をトップ側（段差部より下流
側）でａｌ／ａｇ　、ボトム側（段差側より上流側）で
ｂ＋／ｂｚの一定値となるように圧延する。したがって
、第５図［有］）において、ｔ＋／　ｔｚ＝ｂ＋／　ｂ
ｚ、ｔｘ／ｌａ””ａ＋／ａ２（但しｔ＋／ｌｚ≠ｔ３
／１４） という条件のもとに圧延を進めることにより板厚比１．
／１．およびｔｓ／ｌａがトップ側および、ボトム側で
異なる翼厚鋼板の製造を行うことも可能となる。

■圧延による方法 第６図（ａ）に示されるスラブに対し、幅出し圧延によ
るテーパー付与まで実施例１と同しようにして圧延を行
い、第６図℃）に示されたように、ｘ＋／Ｘｚ＝ｔ３／
１４となるようなテーパーをスラブに付与した。

次に、第６図（Ｃ）に示すように、ｙ＋／ｙｚ＝ｔ＋／
ｈ（ｔ＋／ｌｚ≠ｔｓ／１４）となる圧下量で圧延を、
第６図（Ｃ）中のＡ部分について行う。この際の圧延に
てｙｌ、ｙ２の圧下部分には若干キャンバ−が発生する
が、エンジャー圧延を行うこと番こより、このキャンバ
を無くすことができ、以鋒の圧延も可能となる。

なお、Ｘ＋／ｘｚとｙ１／ｙｔの値が大きく異なる場合
には、発生するキャンバ−も無視できなくなり、エンジ
ャー圧延によっても修正が不可能となる場合も生ずるが
、この場合は著しいキャンバ−が発生する前に、圧延を
一度中断し、冷間または熱間においで両サイドを切断し
、以鋒同様の加熱圧延を行うことにより、所定の寸法の
製品を得ることができる。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したとおりに構成されているため、
従来溶接に較らざるを得すに製造していた翼厚鋼板を溶
接を行わずに圧延のみによって容易に製造することがで
きる。

したがって、溶接工数の削減、構造材の信館性の向上な
ど顕著な効果が奏されることが明らかである。

かかる効果を有する本発明の実用上の意義は極めて大き
く、産業上益するところが甚大な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないし第１図面および第２圀は、本発明に
がかる翼厚鋼板の製造方法を模式的に示す略式説明図： 第３図（ａ）ないし第３図（ｅ）は、本発明の実施例を
示す工程説明図； 第４回は、本発明にがかる翼厚鋼板の製造方法により得
られた翼厚綱板を示す斜視図；第５図（ａ）および第５
図ら）、および第６圀（ａＪないし第６図（Ｃ）は、本
発明の他の実施例を示す略式説明図： 第７図は、従来の差厚鋼板を示す略式斜視図：第８図は
、従来のテーパー鋼板を示す略式斜視図； 第９図（ａ）は、従来の差厚鋼板の製造を行う場合を示
す略式説明図；および 第９図ら）は、従来の幅方向テーパー鋼板の製造を行う
場合を示す略式説明図である。 第 １ 凹 Ｚｔ＃（３，ｔｐｉら、ズ、寿χ苓 藁 凹 ４ 第 田 （万延方耐）ニ Ｄ８丁（ならし）（ス） （ダーン） 第 凹 ３ 矛 凹 第 デ ロ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一の部材からなり、その幅方向にテーパーを有
   し、かつその長手方向に板厚差を有する圧延のみによる
   異厚鋼板。
2. （２）厚鋼板の幅出し圧延の最終パスの圧延またはその
   数パス前からの圧延において、圧延途中で圧下量を変更
   することによりその圧延方向にテーパーを有する圧延方
   向テーパー鋼板を製造し、該圧延方向テーパー鋼板の向
   きを変更してその幅方向にテーパーを有する幅方向テー
   パー鋼板とした後、この幅方向テーパー鋼板の圧延を行
   って、その最終パスの圧延または最終パスの数パス前か
   らの圧延において、圧延途中で圧下量の変更を行うこと
   によりその長手方向に板厚差を有する鋼板とすることを
   特徴とする請求項１記載の圧延のみによる異厚鋼板の製
   造方法。
3. （３）前記圧下量の変更は、前記幅方向テーパー鋼板の
   両端部におけるワークロールの圧上速度または圧下速度
   をそれぞれ個別に制御することにより行う請求項２記載
   の圧延のみによる異厚鋼板の製造方法。