JPH0356801B2 - - Google Patents

Description

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

〔従来の技術〕

一般に帯板は円柱状をした２本の圧延ロールに
よつて複数回圧延され、ほぼ均一な厚さを持つた
所定の寸法に成形される。

さらにこのような帯板の圧延設備を用いて、た
とえば特公昭52−34022号公報に示されているよ
うな最終圧延パスの圧延ロールに種々の形状の溝
あるいは突起をつけることによつて、帯板の表面
に種々の形状の突起あるいは溝のついた帯板を製
造することが可能である。このような帯板は特殊
な機能を持つたものとして多方面の用途に用いら
れている。

このような突起あるいは溝のついた帯板の中で
も、第２図にその断面形状の一例を示したよう
に、幅方向に一定の間隔で突起状厚肉部７を有
し、この突起状厚肉部７を帯板の長さ方向にほぼ
連続させて縦しまを形成するようにした帯板が生
産されており、縦しま鋼板と呼ばれている。

具体例をあげると、現在製造されている縦しま
鋼板は、縦しまが幅方向に10mmないし20mmの一定
の間隔で形成され、帯板の幅が600ないし1230mm、
帯板の薄肉部の厚さｔが1.6ないし4.5mmであり、
縦しまの幅ｗは４ないし６mm、縦しまの高さΔt
は２mmないし４mmのものである。これらの縦しま
鋼板は、重量に対して剛性が大きいために自動車
の側板や鋼管などの強度材として使用されるのみ
ならず、すべり止めの効果を目的として床板やト
ラツクの荷台にも使用され、さらに放熱効果が優
れているためモーターフレームなどにも使用され
るなど、きわめて広範囲の用途に用いられてい
る。

また他の例として、特開昭60−37484には上記
の縦しま鋼板と類似の形状の縦しま鋼板を、スパ
イラル成形した鋼管に用いることが示されてい
る。この鋼管は内部にコンクリートを充てんして
合成杭として用いるもので、鋼管内面の突起によ
つてコンクリートとの付着強度を向上させること
を目的としたものである。この場合の縦しま鋼板
における縦しまの間隔は15ないし100mmの範囲で
形成されている。

このような縦しまを有する帯板は、その幅及び
厚さが通常の帯板と同じ範囲にあるために、通常
の帯板の製造設備が用いて製造されている。すな
わち帯板の仕上圧延パスは、帯板を上下２本の圧
延ロールの間を通して所定の厚さまで圧延する複
数の圧延パスから成つているが、第３図に示す縦
しまを有する帯板Ｓに成形するためには、その断
面を所定の形状に成形するための最終圧延パスに
おいて、上下２本の圧延ロール１，２のうち少な
くとも一方の圧延ロール１の胴部に周方向に沿つ
た縦しま溝３をつけておけば、この溝に対応した
位置に縦しまを形成することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで従来は、後述する理由により圧延ロー
ルに縦しま溝をつけた圧延パスは、最終の１パス
にのみ設けられており、その最終パス直前の帯板
の断面はほぼ一様な板厚とされていた。このよう
な場合、縦しまの存在する幅方向の位置および縦
しまの幅ｗはほぼ所望のものが得られるが、縦し
まの高さΔtは十分高いものが得られなかつた。
何故ならば仮に最終圧延パスの圧延ロールに十分
深い溝を設けて帯板を圧延しても、第４図に示す
ごとく、溝３の近傍においては帯板Ｓが圧延変形
される場合に材料が縦しま溝３内に十分に充満せ
ず、空げき４が生じ、最終圧延パスのみの成形で
は、得られる縦しまの高さΔtに限界がある。

縦しまを有する帯板が使用される理由は、剛性
の高いこと、滑り止め効果、放熱効率、あるいは
コンクリートとの付着性などのように、縦しまに
よつて発揮される特別な効果のためであつて、縦
しまの高さΔtが高いほど望ましいことは当然の
ことである。例えば前述のコンクリートを充てん
した合成杭の素材となる縦しま鋼板では、縦しま
の高さは最終圧延パスのみの成形ではせいぜい４
mmのものしか得られず、場合によつては２mmの高
さの縦しまを形成することも困難な場合がある。
しかしながら、使用性能上からは５mm以上の縦し
まを形成することが要求される。

このような要求を満足するためには、まず最終
圧延パスにおける板厚減少量を大きくすることが
考えられる。しかしながらこれは最終圧延パスの
圧延負荷の増大を意味し、設備上限界がある。つ
ぎに縦しまの幅ｗを大きくすれば、材料が圧延ロ
ールの溝に入り易くなつて、縦しまの高さΔtを
若干高くすることができる。しかしながら縦しま
の幅が大きくなると、その使用性能の向上に較べ
て帯板の重量が増加するために価格のアツプにつ
ながり、また放熱効果を目的とする場合などでは
むしろ使用性能が低下する。

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

〔問題点を解決するための手段およびその作用〕

上記問題点を解決するための本発明の技術的手
段は、所定の板幅を有しかつ板幅と平均板厚との
比が25以上である広幅帯板を複数の圧延パスで圧
延し、上下２本の圧延ロールにて構成され該圧延
ロールの少くとも１本のロールに所定の縦しま溝
が刻設された最終圧延パスの圧延にて、広幅帯板
の幅方向の所定の位置に幅が15mm以下で高さが２
mm以上の突起状の縦しまを少くとも１ケ所以上ほ
ぼ連続して形成する圧延方法において、前記帯板
の最終圧延パス以前の圧延にて突起状の縦しまを
形成する位置に、該縦しまの幅の1/3よりも少く
とも10mm以上広い幅にわたり前記帯板を平均板厚
よりも厚肉に形成し、しかるのち前記最終圧延パ
スの圧延をおこなうことを特徴とするものであ
る。

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

以下本発明の方法の優位性を理解するために従
来の方法と比較して説明する。

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

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

この場合同図ａに示すように、先ず最終圧延パ
ス直前の帯板Ｓを突起状厚肉部５を有するように
予成形し、この突起状厚肉部５を最終圧延パスの
圧延ロール１の縦しま溝３に一致させるようにし
て圧延すれば、同図ｂに示すように十分高い縦し
ま７を成形することができるものである。しかし
ながら実際の帯板圧延操業においては、帯板Ｓが
わずかではあるが帯板の幅方向にずれて圧延され
るという蛇行現象が避けられず、一般には同図ｃ
に示すように、予成形された突起状厚肉部５と最
終圧延ロールの縦しま溝３とは幅方向にδだけず
れて圧延される。この場合縦しま溝３で圧延され
る帯板Ｓの個所は、予成形の効果がないために同
図ｄに示すように最終圧延パスのみによる成形の
場合と同程度の高さの縦しま７′しか得られない。
実際の操業においては帯板の蛇行量δは一定でな
いから、δがほぼゼロの個所では縦しまの高さが
高く、またδが大きくなつた所では縦しまの高さ
が低くなり、結局縦しまの高さが帯板の長さ方向
の個所によつて変動するという不満足な帯板しか
得られない。このような問題点があるために先に
述べたように縦しまを有する帯板は、従来最終圧
延パスのみにして縦しまを成形するように用いて
製造されていたわけである。

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

すなわち、本発明の原理を第６図ａに示すよう
に、帯板Ｓがδだけずれて圧延されても予成形断
面における厚肉部５の幅を所定の縦しまの幅ｗよ
りも2δだけ広い範囲にしておけば、最終圧延ロー
ル１の縦しま溝３はこの厚肉部５の幅の範囲内に
あり、この帯板Ｓを圧延すれば同図ｂのように十
分高い突起状の縦しま７を形成することができ
る。この場合既に予成形断面において、ある程度
材料が縦しま溝３の中に進入した姿になつている
第５図ａ，ｂに示した場合に比べて、縦しま溝３
の中に進入すべき材料の量が多くないと同じ高さ
の縦しま７が得られないために、一見本発明のよ
うな予成形断面形状はあまり有効ではないように
思われる。しかしながらよく考えてみると、その
厚肉部の個所の板厚減少量は均一な厚さの断面か
ら圧延する場合に比べて大きくなつている。した
がつてその厚肉部が局部的なものであるかぎり、
圧延機にかかる負荷を大きくしないで、縦しま溝
の中に進入する材料の量を多くすることが可能な
わけである。

ところで帯板が±δだけずれても、第６図ａに
示したように予成形断面の厚肉部５がロールの縦
しま溝３を完全にカバーするためには、予成形断
面の厚肉部の幅Ｗが成品の縦しま幅ｗよりも少な
くとも2δだけ広いことが必要である。しかしなが
ら、後に実施例によつて示すように、実験によれ
ば、予成形断面の厚肉部５はロールの縦しま溝３
の幅ｗを完全にカバーする必要はなく、そのほぼ
２／３をカバーしておれば完全にカバーしているこ
とと同じ効果のあることがわかつた。

この条件は第１図ａに示した位置関係より １／２Ｗδ＋（２／３−１／２）ｗ＝δ＋１
／６ｗ ∴Ｗ１／３ｗ＋2δ ……(1) で表される。

すなわち予成形断面における厚肉部５の幅Ｗ
は、成品の縦しまの幅ｗよりも2δだけ広い必要は
なく、ｗの1/3よりも2δだけ広ければ十分である。

なお形材の圧延においては、形材の幅Ｂが厚さ
の代表値ｈに比べてあまり大きくない範囲にある
ため、ロールの孔形形状自身、あるいは竪ロール
やガイドによつて材料の蛇行を拘束することが容
易である。従つて多パス成形で断面形状を徐々に
成形することにあたつて、形材の蛇行に影響され
ないようにするという考慮を払う必要はない。ま
た広幅帯板の圧延の分野でも例えば特開昭61−
9911に多パス成形法を適用した技術が開示されて
いる。しかしながらこの場合は幅方向の広い範囲
で徐々に板厚が異なるような製品断面形状であ
り、多少の帯板の蛇行があつても影響のない性格
のものである。したがつてこの場合はせいぜい帯
板の蛇行を通常の範囲にとどめればよいわけで、
予成形断面形状を決める場合に板の蛇行の影響を
少なくするという技術思想は全く見られない。

次に、本発明における各限定理由を説明する。

帯板の幅Ｂと平均厚さｈとの比Ｂ／ｈを25倍以
上としたのは、これよりも幅が狭い場合はローラ
ーガイドなどで容易に帯板の蛇行を拘束でき、本
発明の方法を用いる必要がないためである。

製品における縦しまの幅ｗを15mm以下としたの
はこれよりも広い幅のしまの場合は、予成形時に
縦しまの幅ｗと同じ幅で突起をつけておけば、そ
の突起部の剛性が大きく、突起自身が最終圧延パ
スのロールの縦しま溝に拘束されて帯板の蛇行が
拘束される可能性があるためである。

この条件の限界値については十分明確に把握で
きているわけではないが、既に数値例をあげたよ
うに現在製造されている製品は、この寸法範囲に
入つているため、実験で確認した最大値を限界と
した。すなわち、突起状厚肉部７の幅ｗが15mmよ
り小さいと、予成形断面における厚肉部が最終圧
延ロールの縦しま溝に入つても、その厚肉部の幅
が狭く剛性が弱いため帯板の蛇行を拘束できず、
本発明の方法を適用する必要があることを実験的
に確認したものである。

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

予成形断面形状における厚肉部の幅を（ｗ／
３）＋10mm以上としたのは、現在の帯板圧延技術
では十分注意して圧延しても、帯板が±５mmの範
囲で幅方向に蛇行して圧延されることが避けられ
ないためである。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図ａ，ｂにより説
明する。本実施例では直径が250mmの圧延ロール
を用いた実験結果によつて説明する。ただし、実
使用の生産機での圧延ロールは更に大きいから、
以下幾何学的な条件をすべて２倍とし、圧延ロー
ルの直径を500mmの場合に換算した数値例を示す
ことにする。

目的とする製品断面は第１図ｂに示したよう
に、幅ｗ＝７mmの突起状厚肉部による縦しま７
が、幅方向に間隔ｂ＝40mmで５本並んだものであ
る。帯板の板幅は実験条件ではＢ＝320mmである
が、更に広い板幅の場合は縦しまの数が多くなる
だけで基本的には変りはない。板厚は各種ある
が、ここでは代表例として平均板厚ｈがほぼ8.6
mmの帯板についての結果を示す。この場合Ｂ／ｈ
の値は約37である。圧延材料として1000℃に加熱
した鋼および常温の鉛を用いたが、結果はほぼ同
様であるので、実験結果として常温の鉛のものを
示す。

上記の如き製品断面形状を得るために、ほぼ均
一な厚さ20mmの帯板を１パス圧延し、第１図ａに
示したような平均板厚Ｈ＝13mmの断面形状に予成
形した。この予成形圧延におけるロールの母線形
状はピツチｂ＝40mm、全深さ４mmの余弦曲線状の
ロール形状を用いた。このロール形状に対応して
予成形断面は、同図に示したように厚肉部５と薄
肉部６の最大板厚差は４mmのものが得られた。予
成形断面形状が余弦曲線の板厚分布を持つことか
ら、１つの縦しまに関して平均板厚より板厚の厚
い幅は20mmの範囲であり、この値は最終製品にお
ける所定の縦しま幅ｗ＝７mmの1/3より17.7mm広
幅となる。

また比較例として、幅11mm、深さ６mmの縦しま
溝を設けたロールで、上記と同じ平均厚さＨ＝13
mmまで予成形したものを更に準備した。この場合
の予成形断面における厚肉部の幅は、製品の所定
の縦しまの幅ｗ＝７mmの1/3よりも8.7mmしか広く
ないから、本発明の方法に比べて板の蛇行の影響
を受けやすく不十分なものである。なお、この時
の予成形断面におけるしまの高さは3.6mmであり、
６mm深さの溝に十分充満していないことがわか
る。

さて、このように本発明の方法を用いて予成形
された帯板と、不十分な比較法によつて予成形さ
れた帯板とを同一の形の圧延ロールを用いて圧延
した。この時の圧延ロールは第１図ｂに示した製
品断面形状を得るべく、幅７mm、深さ６mmの溝を
周方向にそつて設けたものであり、また上下圧延
ロール間のすきまは、製品の平均厚さｈが8.6mm
になるように調節した。

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

第７図は上記した本発明の実施例と比較例とに
おける、予成形断面の厚肉部と最終圧延ロールの
縦しま溝との位置の蛇行量δが変化した時、製品
における縦しまの高さΔtがどのように変化する
かを示したものである。第７図に示されたよう
に、幅方向の蛇行が小さい時（δ５mm）は実施
例、比較例ともΔt＝５mm以上の縦しまの高さが
得られている。従来の最終圧延パスのみの成形に
よる圧延方法では、この寸法の場合Δt＝3.0mm以
下のものしか得られなかつたのに比べると、予備
成形によつてΔtを著しく高くできることがわか
る。しかしながら幅方向の蛇行量δが大きくなる
と、予備成形断面の厚肉部の幅が狭い比較例の場
合δ＝５mm程度からΔtが急に小さくなり始め、
δ＝８mm以上では予備成形の効果がほとんど失わ
れる。これに対して実施例によると、δ＝８mm程
度の帯板の蛇行が生じても縦しまの高さを十分に
大きくできる。

このように本実施例においてはδ＝±８mm程度
の帯板の蛇行があつても、十分高い縦しまを形成
することが可能である。また比較例においても、
予成形断面における厚肉部の幅は製品の縦しまの
幅の1/3よりも8.7mm広くとつているため、δ＝
4.4mm以下の帯板の蛇行は問題にならないが、広
幅帯板の圧延操業においてはδ＝±５mm以上の蛇
行は不可避であり、この比較例では安定して高い
縦しまを得るには不十分なものである。

なお本実施例においては、予成形断面の形状を
第１図ａに示したように周期的な余弦曲線状の断
面としたが、これは予成形断面に急激に板厚が変
化する個所があると、圧延した場合に製品の表面
のその個所に模様が生じるために、これを避けた
もので、このなだらかな板厚分布を持つ予成形断
面を与える場合、寸法の指定が最も容易であつた
ために選んだものである。予成形形状を選ぶにあ
たつては、製品の縦しまの近傍で厚くするという
基本思想の範囲内で適宜選択できる性格のもので
ある。また、第１図ａに示したように、その予成
形断面には製品に縦しまを形成しない個所にも厚
肉部を設けているが、これは板幅が異なつた場合
でも予成形のための圧延ロールとして同じ形状の
ロールを共用できるようにしているためであつ
て、製品の均一板厚部の厚さ分布にはほとんど影
響がない。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく本発明による圧延方法は、
帯板の最終圧延パス以前の圧延にて、突起状の縦
しまを形成する位置に、事前に縦しまの幅よりも
広い幅にわたり帯板を平均板厚よりも厚肉に形成
し、しかるのち最終圧延パスにて所定の縦しま溝
が刻設されたロールを使用して縦しまを形成する
ようにしているので、広幅帯板の表面に従来にな
く高い縦しまを効果的に成形することができ、か
つ通常の操業において帯板の蛇行が生じても、均
一な高さの縦しまを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは本発明の実施例であり、ａ
は予成形、ｂは製品のそれぞれの断面図、第２図
は縦しまを有する帯板の一例を示す断面図、第３
図は最終圧延パスのロール形状を示す正面図、第
４図は従来の圧延方法を説明する略断面図、第５
図ａ〜ｄは従来の圧延方法におけるロール溝と厚
肉部および縦しまとの位置関係を説明する略断面
図、第６図ａ、およびｂは本発明の原理を説明す
る略側断面図、第７図は縦しま高さに及ぼす板の
蛇行量の影響を示す図面である。 １，２……圧延ロール、３……縦しま溝、４…
…空げき、５……予成形された突起状厚肉部、６
……薄肉部、７，７′……縦しま、Ｓ……帯板、
δ……蛇行量。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定の板幅を有しかつ板幅と平均板厚との比
   が25以上である広幅帯板を複数の圧延パスで圧延
   し、上下２本の圧延ロールにて構成され該圧延ロ
   ールの少くとも１本のロールに所定の縦しま溝が
   刻設された最終圧延パスの圧延にて、広幅帯板の
   幅方向の所定位置に幅が15mm以下で高さが２mm以
   上の突起状の縦しまを少くとも１ケ所以上ほぼ連
   続して形成する圧延方法において、前記帯板の最
   終圧延パス以前の圧延にて突起状の縦しまを形成
   する位置に、該縦しまの幅の1/3よりも少くとも
   10mm以上広い幅にわたり前記帯板を平均板厚より
   も厚肉に形成し、しかるのち前記最終圧延パスの
   圧延をおこなうことを特徴とする縦しまを有する
   広幅帯板の圧延方法。