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【発明の名称】 |
縞鋼板圧延ロール及びその方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】西山 鉄生
【氏名】福井 信夫 |
【課題】縞高さを均一分布させる縞鋼板圧延ロール及び圧延方法に関する。
【解決手段】縞高さを均一にした縞鋼板を圧延する縞鋼板圧延ロールは、縞鋼板圧延ロールの幅方向における最端部、端部及び中央部の各表面において、前記中央部に設けた溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記最端部に設け、かつ、該最端部の溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記端部に設ける。鋼板を圧延して縞鋼板の縞高さを均一にすることを特徴とする縞鋼板圧延方法は、縞鋼板圧延ロールの幅方向における最端部、端部及び中央部の各表面において、前記中央部に設けた溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記最端部に設け、かつ、該最端部の溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記端部に設けた圧延ロールを用いて鋼板を圧延して縞鋼板の縞高さを均一にする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 縞鋼板圧延ロールの幅方向における最端部、端部及び中央部の各表面において、前記中央部に設けた溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記最端部に設け、かつ、該最端部の溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記端部に設けたこと特徴とする縞高さを均一にした縞鋼板を圧延する縞鋼板圧延ロール。
【請求項２】 縞鋼板圧延ロールの幅方向における最端部、端部及び中央部の各表面において、前記中央部に設けた溝の溝傾斜角より広い溝傾斜角を有する溝を前記最端部に設け、かつ、該最端部の溝の溝傾斜角より広い溝傾斜角を有する溝を前記端部に設けたこと特徴とする請求項１に記載の縞鋼板圧延ロール。
【請求項３】 縞鋼板圧延ロールの幅方向における最端部、端部及び中央部の各表面において、前記中央部に設けた溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記最端部に設け、かつ、該最端部の溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記端部に設けた圧延ロールを用いて、鋼板を圧延して縞鋼板の縞高さを均一にすることを特徴とする縞鋼板圧延方法。
【請求項４】 縞鋼板圧延ロールの幅方向における最端部、端部及び中央部の各表面において、前記中央部に設けた溝の溝傾斜角より広い溝傾斜角を有する溝を前記最端部に設け、かつ、該最端部の溝の溝傾斜角より広い溝傾斜角を有する溝を前記端部に設けた圧延ロールを用いて、鋼板を圧延して縞鋼板の縞高さを均一にすることを特徴とする請求項３記載の方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は縞鋼板の縞高さを均一に分布させるための縞鋼板圧延ロール及びその圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】建設物及び土木建設用のスパイラル鋼管を製造するために素材に供給される縞鋼板は、土砂及びコンクリート等との付着性を保証するために一定の縞高さが要求される。縞鋼板の圧延において、一定の幅と深さと傾斜角の溝形状凹部を設けた通常の縞鋼板圧延ロールを用いて鋼板を圧延した場合、鋼板の縞高さが鋼板の幅方向の端部に向かって減少する傾向を示し、縞高さが一定の縞鋼板を得ることができなかった。このため、縞鋼板の縞高さが所定以上であり且つ一定高さとするために種々の縞鋼板圧延方法が提案されている。
【０００３】縞鋼板の縞高さを要求以上の高さとするために、従来は最も低い縞高さ部分が要求縞高さ以上になるように、圧延される鋼板に高圧下を負荷して、縞鋼板の全ての縞高さが所定以上の縞高さとなるようにしてきた。しかしこの方法では縞高を均一に分布させることができず、且つ高圧下率を負荷するためにロールに加わる負荷応力が大となってロール肌の荒れをもたらし、圧延ロールの寿命を低下させる等の問題があった。
【０００４】鋼板の縞高を均一分布させる方法として、特開平３−１７４９０４においては、圧延の最終圧延スタンド前の入口側と出口側の圧延鋼板の比率クラウンの差が小となるようなクラウン形状をもつ縞鋼板圧延ロールを用いて圧延することにより、溝幅等を変化させることなく縞鋼板の縞高さの均一化を図っている。すなわちこの方法は、最終圧延スタンド前の圧延縞鋼板のクラウン形状を実測または算定し、この縞鋼板クラウンと最終圧延スタンド前の入口側と出口側の圧延縞鋼板の比率クラウンを同一にした縞鋼板圧延ロールを用いて、最終圧延スタンドの縞鋼板圧延ロールで圧延された縞鋼板の縞高さを一定とし、一様な縞高さを有する縞鋼板を圧延可能とした。しかしこの場合には縞鋼板板厚を変えたとき、クラウン形状が変わり縞鋼板圧延ロールも交換する必要があった。
【０００５】さらに、縞鋼板の縞高を均一する方法として、実開平第４−２２１０２号においては、縞鋼板圧延ロールの溝（カリバー）の幅が、圧延ロールの中央から圧延ロールの両端部に向かって次第に大きくなるように形成し、縞鋼板の縞高さの均一化を図った。これによって、縞鋼板のサイズ毎に溝圧延ロールのクラウンを変更する必要をなくした。
【０００６】上記の従来方法では前述のように、改善前の圧延縞鋼板の縞高さ分布が、縞高さが鋼板中央部でピーク高さ有し縞鋼板中央部から両端部に向かって順次低くなる縞高さ分布曲線となることを前提としている。しかしながら、本発明者等の研究によれば、同一形状の溝付きロールで圧延したときの縞高さ分布曲線は、縞高さが鋼板中央部でピーク高さ有し縞鋼板中央部から両端部に向かって順次低くなるとともに、縞鋼板両端部近傍で再び高くなることが確認された。したがって、上記従来の方法では、このように本発明が明らかにした縞高さ分布を制御することはできない。さらに、従来の方法においては最近の厳しい仕様を満足できる均一縞高さの縞鋼板を提供することは困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は本発明者らが明らかにした縞高さ分布を基にして縞鋼板全体に渡って縞高さが均一分布しかつ所定縞高さを有する縞鋼板を得ることのできる縞鋼板圧延ロール及び縞鋼板縞鋼板圧延方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明においては上記目的は、縞鋼板圧延ロールの幅方向における最端部、端部及び中央部の各表面において、前記中央部に設けた溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記最端部に設け、かつ、該最端部の溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記端部に設けた縞高さを均一にした縞鋼板を圧延する縞鋼板圧延ロールによって達成できる。さらに上記目的は、縞鋼板圧延ロールの幅方向における最端部、端部及び中央部の各表面において、前記中央部に設けた溝の溝傾斜角より広い溝傾斜角を有する溝を前記最端部に設け、かつ、該最端部の溝の溝傾斜角より広い溝傾斜角を有する溝を前記端部に設けた縞鋼板圧延ロールによって達成できる。
【０００９】上記目的は、縞鋼板圧延ロールの幅方向における最端部、端部及び中央部の各表面において、前記中央部に設けた溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記最端部に設け、かつ、該最端部の溝の溝上幅及び溝下幅より広い溝上幅及び溝下幅を有する溝を前記端部に設けた圧延ロールを用いて、鋼板を圧延して縞鋼板の縞高さを均一にする縞鋼板圧延方法によって達成できる。さらに上記目的は、縞鋼板圧延ロールの幅方向における最端部、端部及び中央部の各表面において、前記中央部に設けた溝の溝傾斜角より広い溝傾斜角を有する溝を前記最端部に設け、かつ、該最端部の溝の溝傾斜角より広い溝傾斜角を有する溝を前記端部に設けた圧延ロールを用いて、鋼板を圧延して縞鋼板の縞高さを均一にする縞鋼板圧延方法によって達成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に本発明に使用する縞鋼板圧延ロールの溝の断面を示す。同図において、縞鋼板圧延ロール１の溝２は、溝上幅をＬ、溝下幅をＷ、溝深さをＨ、及び溝傾斜角をθとし、溝上幅両端部に面取りｃを施し、かつ溝下幅両端部にアール部Ｒを設ける。
【００１１】まず、一定形状の溝を一定溝間隔で設けた縞鋼板圧延ロールを用いて、縞鋼板の縞高さ分布を求めた。ロールに設けられた溝形状は、溝上幅Ｌが１２．２ｍｍ、溝下幅Ｗが６．６０４ｍｍ、溝深さＨが６ｍｍ、溝傾斜角θが６５°とし、溝上幅両端部に１ｍｍの面取りＣを施し、かつ溝下幅両端部に２ｍｍのアール部Ｒを設けた。各溝間隔は３６ｍｍとし、溝は圧延ロールの幅方向に４２本存在させて円周方向に沿って設けられ合計溝間隔は１４７６ｍｍであり、圧延ロール幅は１６５０ｍｍとした。この形状の溝を設けた圧延ロールで圧延した縞鋼板の縞高さ分布を図２に示す。
【００１２】測定された縞高さ分布曲線は、縞高さが鋼板中央部（合計縞間隔の約３／５の領域：溝数２６本）でほぼ一定高さを有するか、或いは、縞鋼板中央部から両端部に向かってわずかずつ順次低くなり、この領域を過ぎると急激に縞高さは低くなり、縞鋼板両端部近傍（両端部から４本目のみぞ）で最も低くなり、且つ縞鋼板最端部に向かって再び高くなり最端部の溝が最も高くなる傾向を示した。縞鋼板両端部近傍で再び高くなり最端部の溝が最も高くなる傾向は、従来技術では指摘されていなく本発明者らの詳細な縞高さ連続測定ではじめた確認された。さらに図２（ｂ）に、その縞鋼板の板厚部の板厚分布を示す。縞鋼板板厚部も鋼板最短部が最も厚くなり、その分布傾向は縞高さの分布と同様の傾向を示した。
【００１３】このような本発明で明らかにした縞高さ分布及び板厚分布を均一にするために、本発明においては縞鋼板圧延ロールの溝形状は、図１に示す縞鋼板圧延ロールの各位置の溝の溝上幅Ｌ、溝下幅Ｗ及び溝深さＨを、図２（ａ）に示される縞鋼板の各位置の縞高さ分布を基にして、圧延ロール中心の溝の寸法を基準として、圧延ロールの幅方向端部に向かって圧延鋼板の流動性を良好とするために、圧延ロール中心の溝の溝上幅及び溝下幅の約１９％の範囲で、各溝一つ一つを溝上幅及び溝下幅を対応させるか、最端部、端部及び中心部と区分して対応させる。さらに、圧延ロールの溝深さを必要縞高さの約２倍とした。
【００１４】圧延ロールの溝傾斜角はθは、図２（ａ）に示される縞高さ分布を基にして、圧延ロール中心部領域の溝傾斜角を基準として、圧延鋼板の流動性を良好とするために上記中心部領域の溝傾斜角の約１９％の範囲まで増加させた。溝傾斜角は各溝中心間隔が溝上幅の約３倍以上広い場合には鋼流動性に影響を及ぼさないので、溝傾斜角は一定角度にすることもできる。圧延ロール最端部の溝は圧延ロールの中央部領域の溝より広くし、最端部内側の端部の溝より狭くした。
【００１５】
【実施例】
実施例１縞鋼板板厚１３．９５ｍｍ、縞高さ３ｍｍ、各溝間隔３６ｍｍ、総溝本数４２本で合計溝間隔１４７６ｍｍの縞鋼板を得るために、本発明において圧延ロールの溝高さは、鋼板縞高さの約２倍すなわち約６ｍｍとし圧延ロールの溝高さは一定とした。溝中心間隔が溝上幅の約３倍以上となるので溝傾斜角は一定としても鋼流動性に影響を及ぼさないので、溝傾斜角は一定角度とした。各溝の溝上幅及び溝下幅を下記に示す値にして、所望の縞高さ鋼板を得ることができた。すなわち、圧延ロールの幅方向の各位置での溝上幅は１２．２〜１４．５ｍｍの範囲とし、且つ溝下幅は６．６０４〜７．９０４ｍｍの範囲とした。本発明に用いた実施例の各溝の形状は図３（ａ）〜（ｃ）で示すように、図４に示す位置Ａの溝の形状を溝上幅１３．５ｍｍ、溝下幅７．９０４ｍｍとし、位置Ｂの溝の形状を溝上幅１４．５ｍｍ、溝下幅８．９０４ｍｍとし、位置Ｃの溝の形状を溝上幅１２．２ｍｍ、溝下幅６．６０４ｍｍとした。溝上幅両端部に１ｍｍの面取りｃを施し、かつ溝下幅両端部に２ｍｍのアール部Ｒを設けた。位置Ａ、Ｂ、Ｃの各溝の溝傾斜角は６５°とした。
【００１６】具体的には図２（ａ）の縞高さ分布に基づき、縞鋼板両端部から５本目の縞から鋼板中央部の３４本の縞高さはほぼ均一に分布するので、圧延鋼板材料が圧延時に均一に流動していることを示す。したがって、圧延ロールの圧下率が充分に圧延鋼板材料に負荷され所定縞高が得られので、圧延ロールの両端部から５本の溝を残して中央部領域の３４本の溝は、図２（ａ）の分布を求めたときと同一の溝の条件、すなわちで図３（ｃ）の位置Ｃの溝とした。位置Ｃの溝は、溝上幅が一番狭い約１２．２ｍｍで、且つ溝下幅が約６．６０４ｍｍである。次に、縞鋼板最端部領域近傍の内側領域、すなわち２本目から４本目までの溝では所定縞高が最も得られにくいので溝幅を広げて鋼板材料の流動性を最も良くする必要があった。このために、圧延ロール最端部から２本目〜４本目までの内側領域の溝は、図３（ｂ）の位置Ｂの溝とした。この溝上幅は約１４．５ｍｍで、溝下幅は約８．９０４ｍｍであり、位置Ｃの溝の約１９％増であった。さらに、図２（ａ）の縞高さ分布では、鋼板最端部の１本の溝は、その内側領域及び中央領域の溝より縞高さは高くなる。しかし、圧延実験結果より圧延ロール最端部の１本の溝は、図３（ａ）の位置Ａの溝とした。この溝は、圧延ロールの中央部領域の位置Ｃより広くして溝上幅を約１３．５ｍｍ、溝下幅を約７．９０４ｍｍとし、位置の溝の約１１％増で位置Ｂの溝より狭くした。上記の構成からなる縞鋼板圧延ロールの４２本の溝の配置を図４に示す。
【００１７】上記の構成からなる縞鋼板圧延ロールにより圧延された縞鋼板の縞高さ分布と板厚さ分布を図５の（ａ）及び（ｂ）に示す。本発明により測定した図２（ａ）の縞高さ分布曲線を基に、圧延ロール最端部、端部及び中央部の設けた各溝の溝上幅、及び溝下幅を変更したことにより、縞鋼板全体に渡り均一な縞高さを得ることができ、縞鋼板両端部でも縞高さを均一に分布させることができた。
実施例２縞鋼板板厚１３．９５ｍｍ、縞高さ３ｍｍ、各溝間隔３０ｍｍ、総溝本数５０本で合計溝間隔１５００ｍｍの縞鋼板を得るために、各溝の溝上幅及び溝高さは実施例１と同一とした。溝中心間隔が溝上幅の約３倍以下の約２．６倍となるので溝傾斜角が鋼流動性に影響を及ぼすのでで、圧延ロールの中央部溝を基準に溝傾斜角は約１９％の範囲で広げ、圧延ロールの各溝の溝傾斜角は６５〜５９°の範囲内で変化させた。
【００１８】具体的には図２（ａ）の縞高さ分布を参考として、圧延ロールの両端部から７本の溝を残して中央部領域の３８本の溝は、図２（ａ）の縞高さ分布を求めたときと同一の溝条件、すなわち図６（ｃ）の位置Ｆの溝とした。位置Ｆの溝は、溝上幅が一番狭い約１２．２ｍｍで、溝下幅が約６．６０４ｍｍで、かつ溝傾斜角は６５°であった。次に、縞鋼板最端部領域近傍の内側領域、すなわち３本目から６本目までの溝は、図６（ｂ）の位置Ｅの溝とした。この位置Ｅの溝の溝上幅は約１４．５ｍｍで、溝下幅は約７．２３２ｍｍで、かつ溝傾斜角は５８．８°であり、位置Ｆの溝の溝上幅及び溝傾斜角の１９％増であった。さらに、先の圧延実験結果を参考に圧延ロール最端部の２本の溝は、図６（ａ）の位置Ｄの溝とした。この位置Ｄの溝は、圧延ロールの中央部領域より広くして溝上幅が約１３．５ｍｍで、溝下幅が約６．９８５ｍｍで、且つ溝傾斜角は６１．５°であり、位置Ｆの溝の溝上幅及び溝傾斜角の１１％増であり、位置Ｅの溝より狭くした。上記の構成からなる縞鋼板圧延ロールの５０本の溝の配置を図７に示す。
【００１９】上記の構成からなる縞鋼板圧延ロールにより圧延された縞鋼板の縞高さ分布と板厚さ分布を図８の（ａ）及び（ｂ）に示す。縞高さ分布曲線にしたがって各溝の溝上幅、溝下幅及び溝傾斜角を変更したことにより、溝中心間距離を狭めたにもかかわらず、縞鋼板全体に渡りさらに均一な縞高さを得ることができ、縞鋼板両端部でも縞高さを均一に分布させることができた。
【００２０】
【発明の効果】縞ロールの溝形状の上溝幅、下溝幅及び溝傾斜角を前記縞鋼板圧延ロールの幅方向の位置に応じてまたは縞鋼板の端部からの位置に応じて変化させたことにより、縞鋼板の高さを均一にした素材が提供でき、２次製品であるスパイラル鋼管の製品品質を一定水準以上に保持することができた。さらに、鋼板に高圧下率を負荷する必要がないために、圧延条件が一定し、ロール表面の肌荒れが起こらず、且つロール寿命を延長することもできた。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６６５５
【氏名又は名称】新日本製鐵株式会社
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| 【出願日】 |
平成８年（１９９６）１１月１８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 敬 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開平１０−１４６６０４ |
| 【公開日】 |
平成１０年（１９９８）６月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平８−３０６６５４ |
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