JP2001316755A - 鋼板、鋼板製造方法及び鋼板製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼板を開先切断する場合において、開先切断
時の変形量が一定の範囲内となるように、鋼板の製造条
件に起因する不均一さ、例えば残留応力を一定の範囲に
制御する。 【解決手段】 熱間矯正装置５により熱間矯正された鋼
板８の表面の温度分布を温度計７により測定し、変形予
測コンピュータ１８等により鋼板８の温度分布から残留
応力分布等を演算し、残留応力分布等から所定のパラメ
ータχを演算する。さらに、需要家の開先切断時のルー
ト形状の許容誤差等に応じてあらかじめ設定されている
パラメータχの許容値（上限値χ_c ^max及び下限値
χ_c ^min）とパラメータχとを比較し、パラメータχが許
容範囲内にないときは、矯正装置１０や熱処理炉９等を
用いて矯正処理を行い、残留応力等を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板の溶接に先立
って行われる開先切断時の変形量のばらつきが一定の範
囲内となるように制御された鋼板に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な鋼板の製造方法では、例えばス
ラブを１０００〜１２００℃程度に加熱し、所定の寸法
になるまで熱間圧延（粗圧延及び仕上げ圧延）を行う。
さらに、ＴＭＣＰ(Thermo-Mechanical Control Proces
s)鋼板の場合、加速冷却又は直接焼き入れを実施した
後、熱間矯正により鋼板を平坦化し、ガス切断、プラズ
マ切断、レーザ切断又はシャー切断により所定寸法に切
断される。

【０００３】上記各工程における様々な製造条件のばら
つきにより、鋼板に不均一な残留応力が発生する。例え
ば、加熱時の温度不均一(加熱ムラ)、圧延時の平坦度不
良(波や反り)や板厚偏差、表面のスケール性状(スケー
ルの成分や厚み)の不均一に起因する水冷時の冷却ム
ラ、加速冷却やデスケーリング時の不均一冷却(特に鋼
板四周部)、熱間矯正時の零点のズレやロール撓み、空
冷時の不均一冷却、熱切断時の熱影響による応力及び組
織変化・硬化、シャー切断時の切断歪、冷間矯正時の零
点のズレやロール撓み、熱処理における表面性状の違い
(手入れやショットブラストの有無)等がその原因であ
る。

【０００４】従来、需要家における加工情報、例えば溶
接条件、溶接方法、加工形状及び加工精度の許容値等に
応じて、鋼板の残留歪、残留応力、変位又はこれらから
演算されるパラメータ等の特性が制御された鋼板という
ものは存在していなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】溶接に先立って、上記
残留応力を有する従来の鋼板を開先切断すると、切断時
の熱や切断による応力の開放等により、鋼板に横曲が
り、面外変形、幅方向の変形、長手方向の変形、開先寸
法不良等が発生する場合がある。これらの形状不良が発
生した場合、開先切断後の突き合わせ溶接において、溶
け込み不良や製品の形状不良が発生する可能性があり、
溶接後の手直しを必要としたり、あるいは製品を廃棄処
分にしなければならず、生産性や歩留まりの低下を招く
という問題点を有していた。

【０００６】また、溶接後の手直しや製品の廃棄を回避
するために、開先切断後にグラインダーやフライス等に
よる機械加工により開先切断面を修正することが行われ
ているが、作業者の負担が大きいという問題点を有して
いた。

【０００７】本発明は、上記従来例の問題点を解決する
ためになされたものであり、開先切断時の変形量のばら
つきが一定の範囲内となるように特性が制御された鋼
板、その鋼板を製造するための鋼板製造方法及び鋼板製
造装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の鋼板は、鋼板を開先切断した時の変形量の
ばらつきが一定の範囲内となるように、鋼板の製造条件
に起因する不均一さを表すパラメータχが、許容値の下
限をχ_c ^min、許容値の上限をχ_c ^maxとして、 χ_c ^min≦χ≦χ_c ^max を満足するように制御されていることを特徴とする。

【０００９】また、前記パラメータχを鋼板の残留応力
から求めることが好ましい。

【００１０】さらに、板面の応力の最大値をσ_max、板
面の応力の最小値をσ_min、製品の幅及び長さに関する
補正係数をそれぞれＷ’及びＬ’として、前記パラメー
タχが χ₁＝（σ_max−σ_min）・Ｗ’・Ｌ’ で表されることが好ましい。

【００１１】さらに、前記パラメータχは、鋼板表面の
残留応力の分布を表すパラメータであることが好まし
い。

【００１２】または、前記パラメータχは、鋼板の幅方
向又は長手方向の残留応力の傾きを表すパラメータであ
ることが好ましい。

【００１３】また、鋼板の幅に関する係数をα、計測デ
ータ数をｎ、幅方向における測定位置をｘ_W、長手方向
の応力をｙ_L、長手方向における測定位置をｘ_L、幅方向
の応力をｙ_Wとして、前記パラメータχは、上記（数
１）で表されることが好ましい。

【００１４】または、前記パラメータχは、鋼板の幅方
向又は長手方向のモーメントにより決まるパラメータで
あることが好ましい。

【００１５】また、鋼板の幅に関する係数をα、幅方向
の中央から応力測定点までの幅方向の距離をΔｘ_W、長
手方向応力をσ_Lとして、前記パラメータは、 χ₃＝１／α・Ｗ’・Ｌ’・ΣΔｘ_Wσ_L で表されることが好ましい。

【００１６】また、上記各構成において、前記パラメー
タχを、鋼板の大きさ、製造方法及び測定位置の少なく
とも１つに応じて補正することが好ましい。

【００１７】さらに、前記パラメータχは、鋼板の温度
分布の測定結果又は鋼板表面の残留応力の計算値をもと
に演算したものであることが好ましい。

【００１８】一方、本発明の鋼板製造方法は、鋼板を開
先切断した時の変形量のばらつきが一定の範囲内となる
ように、鋼板の残留応力からパラメータχを演算し、前
記パラメータχが所定範囲内となるか否かを判断し、パ
ラメータχが所定範囲内にない場合は、残留応力を低減
するように鋼板を機械的又は熱的手段で矯正処理するこ
とを特徴とする。

【００１９】また、板面の応力の最大値をσ_max、板面
の応力の最小値をσ_min、製品の幅及び長さに関する補
正係数をそれぞれＷ’及びＬ’として、前記パラメータ
χが χ₁＝（σ_max−σ_min）・Ｗ’・Ｌ’ で表されることが好ましい。

【００２０】さらに、前記パラメータχは、鋼板表面の
残留応力の分布を表すパラメータであることが好まし
い。

【００２１】または、前記パラメータχは、鋼板の幅方
向又は長手方向の残留応力の傾きを表すパラメータであ
ることが好ましい。

【００２２】また、鋼板の幅に関する係数をα、計測デ
ータ数をｎ、幅方向における測定位置をｘ_W、長手方向
の応力をｙ_L、長手方向における測定位置をｘ_L、幅方向
の応力をｙ_Wとして、前記パラメータχは、上記（数
１）で表されることが好ましい。

【００２３】または、前記パラメータχは、鋼板の幅方
向又は長手方向のモーメントにより決まるパラメータで
あることが好ましい。

【００２４】また、鋼板の幅に関する係数をα、幅方向
の中央から応力測定点までの幅方向の距離をΔｘ_W、長
手方向応力をσ_Lとして、前記パラメータは、 χ₃＝１／α・Ｗ’・Ｌ’・ΣΔｘ_Wσ_L で表されることが好ましい。

【００２５】また、上記各方法において、前記パラメー
タχを、鋼板の大きさ、製造方法及び測定位置の少なく
とも１つに応じて補正することが好ましい。

【００２６】さらに、前記パラメータχは、鋼板の温度
分布の測定結果又は鋼板表面の残留応力の計算値をもと
に演算したものであることが好ましい。

【００２７】さらに、前記残留応力の値は、鋼板の板厚
方向における平均値であることが好ましい。

【００２８】または、前記残留応力の値は、鋼板表面に
おける値からの補正値であることが好ましい。

【００２９】さらに、前記残留応力の値を、鋼板の板
厚、グレード及び製造方法の少なくとも１つに応じて補
正することが好ましい。

【００３０】さらに、前記残留応力の値を、鋼板の圧延
処理後、加速冷却後、熱間矯正後、冷間矯正後及び熱処
理後のいずれかの時点において求めたことが好ましい。

【００３１】さらに、前記パラメータχが所定範囲内と
なる条件を演算し、演算した条件で矯正処理を行うこと
が好ましい。

【００３２】さらに、矯正処理は複数段階の矯正条件の
設定が可能であり、パラメータχが所定範囲内にない場
合、最も弱い矯正条件で矯正処理を行ったと仮定してパ
ラメータχを再演算し、再演算したパラメータχが前記
所定範囲内にあるか否かを再判断し、パラメータχが前
記所定範囲内にない場合は、パラメータχが前記所定範
囲内に入るまで順次矯正条件を強化してパラメータχの
再演算を繰り返し、パラメータχが前記所定範囲内に入
った時点での矯正条件で鋼板を矯正処理することが好ま
しい。

【００３３】さらに、鋼板の矯正処理は、少なくともレ
ベラ矯正又は熱処理のいずれかであることが好ましい。

【００３４】また、本発明の鋼板製造装置は、鋼板を開
先切断した時の変形量のばらつきが一定の範囲内となる
ように、圧延された鋼板の残留応力から鋼板の特性の不
均一さを表すパラメータχを演算する演算手段と、前記
パラメータχが所定範囲内となるか否かを判断する判断
手段と、前記パラメータχが所定範囲内にない場合に特
性の不均一さを低減するように鋼板を機械的又は熱的手
段で矯正処理する矯正処理手段とを具備することを特徴
とする。

【００３５】また、前記演算手段は、板面の応力の最大
値をσ_max、板面の応力の最小値をσ_min、製品の幅及び
長さに関する補正係数をそれぞれＷ’及びＬ’として、 χ₁＝（σ_max−σ_min）・Ｗ’・Ｌ’ で表されるパラメータχを演算することが好ましい。

【００３６】さらに、前記パラメータχは、鋼板表面の
残留応力の分布を表すパラメータであることが好まし
い。

【００３７】または、前記パラメータχは、鋼板の幅方
向又は長手方向の残留応力の傾きを表すパラメータであ
ることが好ましい。

【００３８】また、前記演算手段は、鋼板の幅に関する
係数をα、計測データ数をｎ、幅方向における測定位置
をｘ_W、長手方向の応力をｙ_L、長手方向における測定位
置をｘ_L、幅方向の応力をｙ_Wとして、上記（数１）で表
されるパラメータχを演算することが好ましい。

【００３９】または、前記パラメータχは、鋼板の幅方
向又は長手方向のモーメントにより決まるパラメータで
あることが好ましい。

【００４０】また、前記演算手段は、鋼板の幅に関する
係数をα、幅方向の中央から応力測定点までの幅方向の
距離をΔｘ_W、長手方向応力をσ_Lとして、 χ₃＝１／α・Ｗ’・Ｌ’・ΣΔｘ_Wσ_L で表されるパラメータχを演算することが好ましい。

【００４１】また、上記各構成において、前記パラメー
タχを、鋼板の大きさ、製造方法及び測定位置の少なく
とも１つに応じて補正することが好ましい。

【００４２】さらに、前記パラメータχは、鋼板の温度
分布の測定結果又は鋼板表面の残留応力の計算値をもと
に演算したものであることが好ましい。

【００４３】さらに、前記演算手段は、前記応力、歪み
又は変形量の値を、鋼板の圧延処理後、加速冷却後、熱
間矯正後、冷間矯正後及び熱処理後のいずれかの時点に
おいて求めることが好ましい。

【００４４】さらに、前記演算手段は、前記パラメータ
が所定範囲内となる条件を演算し、演算した条件で矯正
処理を行うことが好ましい。

【００４５】さらに、前記矯正処理手段は複数段階の矯
正条件の設定が可能であり、パラメータχが所定範囲内
にない場合、最も弱い矯正条件で矯正処理を行ったと仮
定してパラメータχを再演算し、再演算したパラメータ
χが前記所定範囲内にあるか否かを再判断し、パラメー
タχが前記所定範囲内にない場合は、パラメータχが前
記所定範囲内に入るまで順次矯正条件を強化してパラメ
ータχの再演算を繰り返し、パラメータχが前記所定範
囲内に入った時点での矯正条件で鋼板を矯正処理するこ
とが好ましい。

【００４６】さらに、鋼板の矯正処理手段は、少なくと
もローラレベラ又は熱処理炉のいずれかを含むことが好
ましい。

【００４７】さらに、前記ローラレベラは、インターメ
ッシュが複数段階に調節可能であり、パラメータ演算手
段は、パラメータχが所定範囲内にない場合、最も弱い
矯正条件で矯正処理を行ったと仮定してパラメータχを
再演算し、再演算したパラメータχが前記所定範囲内に
あるか否かを再判断し、パラメータχが前記所定範囲内
にない場合は、パラメータχが前記所定範囲内に入るま
で順次矯正条件を強化してパラメータχの再演算を繰り
返し、パラメータχが前記所定範囲内に入った時点での
矯正条件で鋼板を矯正処理することが好ましい。

【００４８】さらに、前記ローラレベラの最大の能力で
矯正してもパラメータが前記所定範囲内に入らない場合
に、熱処理炉により熱処理を行った後、ローラレベラに
より矯正処理することが好ましい。

【００４９】さらに、前記ローラレベラの最大の能力で
矯正してもパラメータが前記所定範囲内に入らない場合
に、ローラレベラにより矯正処理を行った後、熱処理炉
により熱処理を行うことが好ましい。

【００５０】

【発明の実施の形態】本発明の鋼板、鋼板製造装置及び
鋼板製造方法に関する一実施形態について説明する。本
実施形態は、鋼板の開先切断時における変形量のばらつ
きが所定範囲内になるように、鋼板の製造条件に起因す
るパラメータを制御するものである。

【００５１】本実施形態における鋼板製造装置の構成を
図１に示す。まず、加熱炉１によりスラブを１０００〜
１２００℃程度に加熱し、第１圧延装置２により板厚が
第１所定寸法になるまで粗圧延を行う。次に、冷却装置
３により、例えば４０キロ鋼板の場合８００〜１１００
℃、ＴＭＣＰ鋼板の場合７００〜１１００℃程度に冷却
し、第２圧延装置４により板厚が第２所定寸法になるま
で仕上圧延を行う。さらに、加速冷却装置５により４０
０〜６５０℃程度に急速冷却した後、熱間矯正装置６に
より鋼板の形状を平坦化する。

【００５２】熱間矯正装置６の上部には、搬送されてく
る鋼板の先端を検出し、一定間隔でパルス信号を発生す
るパルス発生装置（以下、ＰＬＧ（Pulse Length Gener
ator）と称する）１１が設けられている。ＰＬＧ１１か
らのパルス信号をカウントし、カウントしたパルス数に
一定の長さ（１パルスを発生する間の鋼板の移動量）を
かけることにより、鋼板の先端からの現在位置がわか
る。

【００５３】また、熱間矯正装置６の下流側には、例え
ばサーモビュアや走査型の放射温度計等の温度計７が設
けられている。ＰＬＧ１１と温度計７の距離を固定し、
鋼板８の搬送速度を一定とすることにより、熱間矯正さ
れた鋼板８の表面の温度分布を測定することができる。

【００５４】温度計７による温度測定データ及びＰＬＧ
１１による鋼板の長手方向の位置情報は、それぞれディ
ジタルダイレクトコントローラ（以下、ＤＤＣと称す
る）１２及びプロセスコンピュータ１３を介してサーバ
コンピュータ１５に転送される。

【００５５】一方、鋼板８の圧延サイズ、製品サイズ、
製品採取位置、条切断幅、鋼板グレード等の情報がホス
トコンピュータ１９から入力され、ラインコンピュータ
１４及びプロセスコンピュータ１３を介してサーバコン
ピュータ１５に転送される。これらの情報は、サーバコ
ンピュータ１５から、さらにキャンバ（横曲がり）予測
コンピュータ１６、座屈予測コンピュータ１７、変形予
測コンピュータ１８に転送される。

【００５６】キャンバ予測コンピュータ１６では、温度
測定データ及び位置情報を用いて、例えば本出願人によ
る特公平４−８１２８号公報に記載された演算方法等に
より鋼板８の残留応力分布を演算する。演算された残留
応力分布データは、サーバコンピュータ１５を経由し
て、座屈予測コンピュータ１７及び変形予測コンピュー
タ１８に転送される。これらのコンピュータ１６〜１８
により、それぞれ条切断後のキャンバ予測値、座屈予測
値、開先切断時の変形予測値が演算される。なお、キャ
ンバ予測値と座屈予測値の演算方法の詳細に関しては、
例えば本出願人による特開平１０−５６５００号公報に
記載されているので、ここでは省略する。

【００５７】開先切断時の変形予測値の一例として、鋼
板サイズ、材質、残留応力分布の演算値、需要家での溶
接条件や溶接方法、開先切断方法等にもとづいて、変形
予測コンピュータ１８により、鋼板の製造条件に起因す
るパラメータχを演算し、パラメータχが所定の許容範
囲内にあるか否かを判断する。

【００５８】これらパラメータχを演算すると、変形予
測コンピュータ１８は、ホストコンピュータ１９から転
送されてきた需要家や用途に応じてあらかじめ決められ
た許容範囲の上限値及び下限値との大小比較を行う。比
較の結果、パラメータχが許容範囲内にない場合、矯正
装置（ローラレベラ）１０や熱処理炉９により鋼板８の
残留応力を低減するための矯正条件を設定する。なお、
ローラレベラによる矯正の残留応力低減効果は、例えば
本出願人による特開平９−５７３４８号公報に記載され
ているので、参照されたい。また、矯正条件の設定につ
いては後述する。

【００５９】通常は、設定された矯正条件に従って、矯
正装置（ローラレベラ）１０のインターメッシュを調節
して矯正（冷間矯正）を行う。また、矯正装置１０の能
力から決定される最大矯正条件で矯正したと仮定した場
合における鋼板の応力分布から演算されるパラメータχ
が許容値（上限値χ_c ^max及び下限値χ_c ^min）を超える場
合は、熱処理後の残留応力分布から演算されるパラメー
タχが許容値を満たす必要最小限の熱処理条件（熱処理
温度及び時間）を設定し、矯正の前処理として熱処理炉
９を用いて残留応力の低減を行い、その後矯正装置１０
による矯正を行う。熱処理による残留応力の低減につい
ては、例えば本出願人による特開平９−７８１４５号公
報に記載されているので、参照されたい。

【００６０】なお、熱処理条件の設定に際し、熱処理に
より鋼板の強度や降伏応力等の材質が変化するので、材
質変化を考慮した上で、熱処理の可否についてあらかじ
め決定しておく必要がある。本実施形態の鋼板製造装置
では、変形予測コンピュータ１８のメモリ等に、鋼板の
グレードに応じたクリープ係数や熱処理可否のテーブル
を設けている。変形予測コンピュータ１８は、各鋼板８
について、それぞれ以下のような矯正コードを付与す
る。例えば、パラメータχが所定値以下の場合、矯正不
要であるので、合格を表す矯正コードＫ＝０を付与す
る。また、矯正装置１０による軽圧下矯正の場合、矯正
コードＫ＝１を付与する。同様に、中圧下矯正の場合、
矯正コードＫ＝２を付与する。強圧下矯正の場合、矯正
コードＫ＝３を付与する。また、熱処理を実施する場
合、矯正コードＫ＝４を付与する。 さらに、矯正や熱
処理によってもパラメータχが所定値以下になる見込み
がない場合は、不良を表す矯正コードＫ＝５を付与す
る。

【００６１】変形予測コンピュータ１８による演算結果
及び判定結果(各パラメータ、矯正コード)は、サーバコ
ンピュータ１５に転送され、保存される。さらに、上位
のプロセスコンピュータ１３やラインコンピュータ１４
にも転送される。ラインコンピュータ１４は、矯正コー
ドにもとづいて次工程を決定する。例えば、矯正コード
Ｋ＝０の場合、矯正及び熱処理を行わずそのまま出荷す
る。一方、矯正コードＫ＝１〜３の場合、鋼板８を矯正
装置１０に搬送し、設定された矯正コードに従って矯正
を行う。さらに、矯正コードＫ＝４の場合、まず鋼板８
を熱処理炉９に搬送して熱処理を行った後、さらに鋼板
８を矯正装置１０に搬送し、強圧下で矯正を行う。な
お、矯正コードＫ＝５の場合、製造工程から除去する。

【００６２】これと並行して、ラインコンピュータ１４
は、当該鋼板８の矯正及び熱処理条件（演算矯正条件及
び演算熱処理条件）を矯正装置１０及び熱処理炉９にそ
れぞれ転送する。矯正装置１０及び熱処理炉９は、ライ
ンコンピュータ１４からの条件に従って矯正及び熱処理
を実施し、実施した矯正及び熱処理の条件（実績矯正条
件及び実績熱処理条件）をラインコンピュータ１４に転
送する。

【００６３】変形予測値（例えばパラメータχの値）、
矯正コード、熱処理コード、演算矯正条件、演算熱処理
条件、実績矯正条件、実績熱処理条件、平坦度測定結果
等は、ラインコンピュータ１４からホストコンピュータ
１９に転送され、品質解析システムに蓄積される。この
ようにして、鋼板８の残留応力分布が一定範囲内に制御
され、需要家での開先切断時の変形が許容範囲内である
ことが保証される。

【００６４】次に、変形予測コンピュータ１８による矯
正条件設定プログラムについて、図２及び図３に示すフ
ローチャートを参照しつつ説明する。

【００６５】矯正条件の設定を開始すると、キャンバ予
測コンピュータ１６は、温度測定データ及び位置情報を
用いて鋼板の残留応力を演算する（ステップ＃１０
０）。演算された残留応力データは変形予測コンピュー
タ１８に転送され、これを用いてパラメータχの初期値
χ₀が演算される（ステップ＃１０５）。さらに、変形
予測コンピュータ１８は、演算したパラメータχの初期
値χ₀が所定の範囲内（χ_c ^minとχ_c ^maxの間）にあるか
否かを判断する（ステップ＃１１０）。

【００６６】パラメータχの初期値χ₀が所定の範囲内
にある場合（χ_c ^min≦χ₀≦χ_c ^max：ステップ＃１１０
でＹＥＳ）、当該鋼板８は残留応力が十分に小さく、矯
正処理を行う必要がない。そこで、変形予測コンピュー
タ１８は、矯正コードＫ＝０及びパラメータχ＝χ₀を
設定する（ステップ＃１１５）。

【００６７】一方、パラメータχの初期値χ₀が所定の
範囲内にない場合（χ₀＜χ_c ^min又はχ_c ^max＜χ₀：ステ
ップ＃１１０でＮＯ）、当該鋼板８は残留応力が大き
く、矯正処理を必要とする。そこで、変形予測コンピュ
ータ１８は、矯正条件１、すなわち矯正装置１０により
軽圧条件下で矯正を行ったと仮定した場合の残留応力を
演算する（ステップ＃１２０）。さらに、変形予測コン
ピュータ１８は、矯正後の残留応力を用いてパラメータ
χ₁の演算を行い（ステップ＃１２５）、演算したパラ
メータχ₁が所定の範囲内（χ_c ^minとχ_c ^maxの間）にあ
るか否かを判断する（ステップ＃１３０）。

【００６８】パラメータχ₁が所定の範囲内にある場合
（χ_c ^min≦χ₁≦χ_c ^max：ステップ＃１３０でＹＥ
Ｓ）、当該鋼板８は、矯正条件１により矯正することに
より残留応力を所定範囲内に低減可能である。そこで、
変形予測コンピュータ１８は、矯正コードＫ＝１及びパ
ラメータχ＝χ₁を設定する（ステップ＃１３５）。

【００６９】パラメータχ₁が所定の範囲内にない場合
（χ₁＜χ_c ^min又はχ_c ^max＜χ₁：ステップ＃１３０でＮ
Ｏ）、当該鋼板８は矯正条件１で矯正してもなお残留応
力が大きく、さらに強力な矯正処理を必要とする。そこ
で、変形予測コンピュータ１８は、矯正条件２、すなわ
ち矯正装置１０により中圧条件下で矯正を行ったと仮定
した場合の残留応力を演算する（ステップ＃１４０）。
さらに、変形予測コンピュータ１８は、矯正後の残留応
力を用いてパラメータχ₂の演算を行い（ステップ＃１
４５）、演算したパラメータχ₂が所定の範囲内（χ_c
^minとχ_c ^maxの間）にあるか否かを判断する（ステップ
＃１５０）。

【００７０】パラメータχ₂が所定の範囲内にある場合
（χ_c ^min≦χ₂≦χ_c ^max：ステップ＃１５０でＹＥ
Ｓ）、当該鋼板８は、矯正条件２により矯正することに
より残留応力を所定範囲内に低減可能である。そこで、
変形予測コンピュータ１８は、矯正コードＫ＝２及びパ
ラメータχ＝χ₂を設定する（ステップ＃１５５）。

【００７１】パラメータχ₂が所定の範囲内にない場合
（χ₂＜χ_c ^min又はχ_c ^max＜χ₂：ステップ＃１５０でＮ
Ｏ）、当該鋼板８は矯正条件２で矯正してもなお残留応
力が大きく、矯正装置１０の有する能力を最大にして矯
正処理する必要がある。そこで、変形予測コンピュータ
１８は、矯正条件３、すなわち矯正装置１０により強圧
下条件下で矯正を行ったと仮定した場合の残留応力を演
算する（ステップ＃１６０）。さらに、変形予測コンピ
ュータ１８は、矯正後の残留応力を用いてパラメータχ
₃の演算を行い（ステップ＃１６５）、演算したパラメ
ータχ₃が所定の範囲内（χ_c ^minとχ_c ^maxの間）にある
か否かを判断する（ステップ＃１７０）。

【００７２】パラメータχ₃が所定の範囲内にある場合
（χ_c ^min≦χ₃≦χ_c ^max：ステップ＃１７０でＹＥ
Ｓ）、当該鋼板８は、矯正条件３により矯正することに
より残留応力を所定範囲内に低減可能である。そこで、
変形予測コンピュータ１８は、矯正コードＫ＝３及びパ
ラメータχ＝χ₃を設定する（ステップ＃１７５）。

【００７３】パラメータχ₃が所定の範囲内にない場合
（χ₃＜χ_c ^min又はχ_c ^max＜χ₃：ステップ＃１７０でＮ
Ｏ）、当該鋼板８の残留応力が大きく、矯正装置１０の
能力を最大にしても矯正不十分である。

【００７４】前述のように、鋼板８の材質変化を考慮し
た上で、熱処理の可否についてあらかじめ決定されてい
る。そこで、変形予測コンピュータ１８は、鋼板８の熱
処理可否のテーブルを検索し、当該鋼板８が熱処理可能
なものか否かを判断する（ステップ＃１８０）。

【００７５】鋼板８が熱処理不可能である場合（ステッ
プ＃１８０でＮＯ）、当該鋼板８は矯正装置１０の能力
を持ってしても、その残留応力を所定範囲内に低減でき
ないので、変形予測コンピュータ１８は、不良品を表す
矯正コードＫ＝５及びパラメータχ＝χ₃を設定する
（ステップ＃１８５）。

【００７６】鋼板８が熱処理可能な場合（ステップ＃１
８０でＹＥＳ）、変形予測コンピュータ１８は、熱処理
炉９で熱処理を行った後、さらに矯正条件３、すなわち
矯正装置１０により強圧下条件下で矯正を行ったと仮定
した場合の残留応力を演算する（ステップ＃１９０）。
さらに、変形予測コンピュータ１８は、矯正後の残留応
力を用いてパラメータχ₄の演算を行い（ステップ＃１
９５）、演算したパラメータχ₄が所定の範囲内（χ_c
^minとχ_c ^maxの間）にあるか否かを判断する（ステップ
＃２００）。

【００７７】パラメータχ₄が所定の範囲内にない場合
（χ₄＜χ_c ^min又はχ_c ^max＜χ₄：ステップ＃２００でＮ
Ｏ）、当該鋼板８の残留応力が大きく、熱処理炉９によ
り熱処理を行い、かつ矯正装置１０の能力を最大にして
も矯正不十分である。そこで、変形予測コンピュータ１
８は、不良品を表す矯正コードＫ＝５及びパラメータχ
＝χ₄を設定する（ステップ＃２０５）。

【００７８】パラメータχ₄が所定の範囲内にある場合
（χ_c ^min≦χ₄≦χ_c ^max：ステップ＃２００でＹＥ
Ｓ）、当該鋼板８は、熱処理後、矯正条件３により矯正
することにより残留応力を所定範囲内に低減可能であ
る。そこで、変形予測コンピュータ１８は、熱処理を表
す矯正コードＫ＝４及びパラメータχ＝χ₄を設定し
（ステップ＃２１０）、矯正条件設定プログラムを終了
する。

【００７９】次に、上記鋼板製造装置又は鋼板製造方法
により製造された鋼板の評価方法について説明する。

【００８０】従来の鋼板製造方法により製造された鋼板
は、残留応力分布が制御されておらず、また測定もされ
ていない。従って鋼板の残留応力が大きい場合、需要家
において当該鋼板を開先切断すると、許容値を超えて鋼
板に変形、横曲がり、反り等が発生する可能性がある。

【００８１】そこで、本発明者らは、開先切断時の変形
が少ない鋼板を開発すべく、鋼板の残留応力や残留歪
み、材質に関して鋭意研究を重ねた。その過程におい
て、鋼板の製造条件に起因する不均一さを表すパラメー
タを制御することにより、鋼板の開先切断時の変形量の
ばらつきを一定の範囲内に抑制することが可能であると
の知見を得た。

【００８２】具体的には、製造工程を変化させて鋼板を
複数枚製造し、各鋼板を開先切断し、長手方向及び幅方
向の変形量及びキャンバ量を測定した。いずれの鋼板に
関しても、長手方向及び幅方向の変形量は１mm以下であ
り、影響が小さいことがわかった。これに対して、いず
れの鋼板に関しても、キャンバ量は数mmに達していた。
従って、以下の説明では開先切断時の変形の中でも、特
にキャンバについて述べる。

【００８３】開先切断時に鋼板にキャンバが発生する原
因としては、切断条件の不具合や切断装置のメンテナン
ス不良は言うまでもなく、鋼板製造時の不均一な残留応
力により発生することが一般的に知られている。この残
留応力は、鋼板の製造工程で生じる板面温度偏差、平坦
度不良、不適切な冷間矯正等に起因する。

【００８４】キャンバの発生を防止する手段として、冷
間矯正や熱間処理による残留応力の制御が考えられる。
しかしながら、目標とする応力状態が不明の場合、必要
以上に残留応力の制御を行う可能性があり、単なるコス
トアップにとどまらず、熱処理の場合強度の低下につな
がり、冷間矯正の場合残留応力分布の不均一さが増すと
いう問題を生じる。

【００８５】そこで、板面の残留応力に関するパラメー
タと開先切断時の変形量との相関を見いだし、製造方法
を変化させることによりパラメータを制御し、開先切断
時の変形が少ない鋼板を製造することとした。すなわ
ち、鋼板のパラメータχを所定の範囲内となるように制
御しておけば、開先切断時に変形の少ない鋼板を提供す
ることが可能となる。

【００８６】パラメータχとしては、板面内の応力偏差
に関するもの、応力の傾きに関するもの、板面のモーメ
ントに関するもの等が考えられる。

【００８７】板面内の応力偏差に関するパラメータχ
は、板面の応力の最大値をσ_max、板面の応力の最小値
をσ_min、製品の幅及び長さに関する補正係数をそれぞ
れＷ’及びＬ’として、 χ₁＝（σ_max−σ_min）・Ｗ’・Ｌ’ で表される。

【００８８】板面内の応力偏差に関するパラメータχと
開先切断時のキャンバ量の関係を図４に示す。横軸はパ
ラメータχを表し、縦軸はキャンバ量を表す。図４から
わかるように、パラメータχとキャンバ量との間に相関
（比例関係）が存在することがわかる。

【００８９】また、応力の傾きに関するパラメータχ
は、鋼板の幅に関する係数をα、計測データ数をｎ、幅
方向における測定位置をｘ_W、長手方向の応力をｙ_L、長
手方向における測定位置をｘ_L、幅方向の応力をｙ_Wとし
て、

【００９０】

【数２】

【００９１】で表される。

【００９２】応力の傾きに関するパラメータχと開先切
断時のキャンバ量の関係を図５に示す。横軸はパラメー
タχを表し、縦軸はキャンバ量を表す。図５からわかる
ように、パラメータχとキャンバ量との間に相関（比例
関係）が存在することがわかる。

【００９３】さらに、板面のモーメントに関するパラメ
ータχは、鋼板の幅に関する係数をα、幅方向の中央か
ら応力測定点までの幅方向の距離をΔｘ_W、長手方向応
力をσ_Lとして、 χ₃＝１／α・Ｗ’・Ｌ’・ΣΔｘ_Wσ_L で表される。

【００９４】板面のモーメントに関するパラメータχと
開先切断時のキャンバ量の関係を図６に示す。横軸はパ
ラメータχを表し、縦軸はキャンバ量を表す。図６から
わかるように、パラメータχとキャンバ量との間に相関
（比例関係）が存在することがわかる。

【００９５】ところで、パラメータχの制御範囲は、用
途や需要家における開先切断時のキャンバの許容値によ
り異なる。一例として、造船メーカにおいて板継ぎ溶接
を行う場合（板長さ２００００mm、板幅４０００mm）、
開先切断後に１mm／全長のキャンバが発生すると、ルー
トギャップ変動が生じ、溶け込み形状不良となることが
予想される。そこで、キャンバを０．５mm以下に制御し
ようとすると、図４に示す板面内の応力偏差に関するパ
ラメータχの制御範囲は０．５となる。同様に、図５に
示す応力の傾きに関するパラメータχの制御範囲は５．
０Ｅ^-05となる。さらに、図６に示す板面のモーメント
に関するパラメータχの制御範囲は５００となる。

【００９６】なお、ここでは開先切断時の変形量が最も
大きいキャンバについて述べたが、長手方向の変形及び
幅方向の変形に関しても同様に、パラメータの値を制御
することによって、変形量を一定の範囲内に制御するこ
とが可能である。

【００９７】次に、本発明の効果を確かめるため、本発
明の方法により製造した鋼板と従来の鋼板とを実際に開
先切断し、発生したキャンバ量を比較した。

【００９８】最初に試験片について説明する。試験片を
切り出す前の圧延処理した鋼板の大きさ（元の圧延サイ
ズ）は２０^t×２５２０^W×４２０００^Lであり、切り出
した試験片の大きさは２０^t×２５００^W×２００００^L
であった。なお、ｔ、Ｗ及びＬは、それぞれ厚さ、幅及
び長さを表す（単位：ｍｍ）。

【００９９】加熱炉１による加熱温度は１２００℃であ
り、圧延完了時の温度は７７０℃であった。圧延終了後
の形状はフラットであった。加速冷却装置５による加速
冷却条件は、冷却前温度７２０℃、冷却後温度５５０
℃、６００℃及び６５０℃、冷却速度７℃／ｓであっ
た。さらに、熱間矯正装置６による矯正条件は、圧下設
定量が入側１２．０mm、出側１５．０mmであった。ま
た、矯正温度は５４０℃であった。平坦度判定方法は、
ローラテーブル上でのストレッチャーによる平坦度測定
を行った。その結果はフラットであった。

【０１００】さらに、鋼板Ａは、変形予測コンピュータ
１８により冷間矯正条件が算出され、矯正装置（ローラ
レベラ）１０により冷間矯正を行った。ローラレベラの
最大矯正荷重は５０００トンであり、矯正ロール径３６
０×胴長４８００の矯正ロール４本を上側に配置し、さ
らにロール径３６０×胴長４８００の矯正ロール４本と
ロール径３００×胴長４８００の矯正ロール１本の径５
本を下側に配置したものである。矯正条件は、インター
メッシュ量として１パス目９．０ｍｍ、２パス目７．０
ｍｍ、３パス目５．０ｍｍとし、矯正速度を２０ｒｐｍ
とした。各種類の鋼板の詳細を表１に示す。

【０１０１】

【表１】

【０１０２】一般的に、鋼板Ａが最も残留応力が小さ
く、以下Ｂ、Ｃ、Ｄの順に残留応力が大きくなると考え
られる。このようにして得られた４種類の鋼板（試験
片）をそれぞれガス切断により開先切断を行い、キャン
バ量を測定した。開先形状は、ルートフェース高さが３
mm、開先角度は７０度であった。キャンバ量の比較を図
７に示す。図７からわかるように、本発明による鋼板Ａ
は、開先切断時の変形が小さいのに対し、従来の鋼板Ｂ
〜Ｄでは大きな変形が生じた。このように、本発明によ
れば、開先切断時の変形量が小さい鋼板を得ることがで
きる。

【０１０３】なお、鋼板の残留応力は、板厚方向におけ
る平均値（板厚方向における複数の位置で測定し又は解
析した値の平均値）であることが好ましい。しかしなが
ら、実際に鋼板の板厚方向における複数の位置で残留応
力値を測定したり、あるいは解析することは非常に複雑
かつ困難である。そこで、鋼板の表面の残留応力値を測
定し、板厚方向における平均値に補正することができれ
ば、残留応力値の測定又は解析が簡単かつ容易になる。
一方、一般に鋼板表面での残留応力値は、必ずしも板厚
方向における平均値とは一致せず、鋼板の板厚、グレー
ド、製造方法等によって大きく異なる。

【０１０４】長手方向応力の板厚方向の平均値が零であ
る鋼板について、長手方向応力の板厚方向の分布を図８
に示す。また、この鋼板の詳細を表２に示す。

【０１０５】

【表２】

【０１０６】図８において、横軸は板厚方向における測
定点の位置（全体に対する割合：単位は無次元）を表
し、縦軸は各測定点における鋼板の長手方向応力値（単
位ｋｇ／ｍｍ²）を表す。図８から明らかなように、鋼
板の表面及び裏面では、残留応力値が圧縮であり、平均
値から大きくずれている。また、鋼板の板厚方向の中央
部近傍では、残留応力値が引張であり、また平均値から
大きくずれている。一方、鋼板の板厚方向の表面又は裏
面から板厚の１／４の位置近傍では、残留応力値が平均
値に比較的近い値を示している。すなわち、鋼板表面の
残留応力値は板厚方向の平均値とは一致していない。そ
こで、鋼板表面の残留応力が板厚方向の平均値とほぼ等
しくなるように、板厚、グレード又は製造方法に応じて
換算又は補正を行うことが好ましい。

【０１０７】次に、長手方向応力の板厚方向の平均値が
零である鋼板（圧延したままの４０ｋｇ／ｍｍ²鋼板）
について、板厚と鋼板表面の長手方向応力の関係を図９
に示す。図９において、横軸はサンプルとした各鋼板の
板厚（単位ｍｍ）を表し、縦軸は鋼板の表面における残
留応力値（単位ｋｇ／ｍｍ²）を表す。図９から明らか
なように、板厚が厚くなるに応じて、鋼板表面の残留応
力の絶対値が大きくなる。従って、鋼板表面の残留応力
の測定値から、板厚に応じて図９から求まる値を減じる
ことにより、板厚方向平均値へ補正することができる。

【０１０８】さらに、板厚と製造方法及び鋼板のグレー
ドに応じた表面の残留応力の補正値の関係を図１０に示
す。図１０において、横軸はサンプルとした各鋼板の板
厚（単位ｍｍ）を表し、縦軸は鋼板の表面における残留
応力の補正値（単位ｋｇ／ｍｍ²）を表す。また、図中
「▲」は圧延したままの鋼板の値を表し、「●」は加速
冷却型鋼板の値を示し、「◆」は熱処理及び／又は矯正
処理した鋼板の値を表す。図１０から明らかなように、
熱処理や矯正を施したグレードの高い鋼板は、圧延した
ままの鋼板や加速冷却した鋼板に比べて、板厚方向応力
の変化が小さく、板厚による補正値の変化は小さい。ま
た、圧延したままの鋼板と加速冷却した鋼板のように製
造方法の違いによっても、板厚方向応力の変化が異な
る。従って、これら鋼板の製造方法やグレード等の条件
に応じて、それぞれ異なった補正値を用いて表面の残留
応力測定値から板厚方向の平均値への補正を行うことが
好ましい。

【０１０９】次に、鋼板の表面の温度分布の測定時点に
ついて検討する。図１に示す鋼板製造装置では、熱間矯
正装置６による熱間矯正後に、温度計７により鋼板８の
表面の温度分布を測定するように構成しているが、これ
に限定されるものではなく、第２圧延装置４による圧延
後や、加速冷却装置５による加速冷却後に測定してもよ
いが、計測値の補正の要否を考慮すると、熱間矯正後の
測定が望ましい。

【０１１０】幅方向における端部近傍に過冷却された温
度分布(長手方向の温度分布は一様とする)を有する鋼板
（製品長さを２０ｍとする）に対して、ＦＥＭ解析によ
り冷却後の長手方向応力を演算し、その鋼板から様々な
サイズ（例えば、長さ３ｍ及び８ｍ）の試験片を切断し
た場合の残留応力分布の変化を解析した。鋼板の詳細を
表３に示す。また、試験片の長手方向における中央位置
近傍でかつ幅方向における複数の位置で測定した長手方
向応力分布を図１１に示す。

【０１１１】

【表３】

【０１１２】図１１において、横軸は、鋼板の幅方向に
おける測定点の位置を表し（幅３０００ｍｍの対する位
置：単位ｍｍ）、縦軸は各測定点における鋼板の長手方
向応力の値（単位ｋｇ／ｍｍ²）を表す。図１１から明
らかなように、試験片長さに応じて鋼板の拘束状態が異
なり、長手方向応力の分布が変化していることがわか
る。すなわち、長さ３ｍの試験片に着目すると、切断前
は同一の応力分布であったにもかかわらず、切断された
試験片の長手方向応力が変化している。しかも、鋼板の
側部近傍では残留応力の値が増加し、鋼板の中央部近傍
では残留応力の値は低減している。これに対して、長さ
８ｍの試験片の場合、長手方向応力分布が切断前の製品
（長さ２０ｍｍ）のそれとほぼ一致している。このこと
から、試験片の長さが短い場合には、測定した残留応力
の値を、需要家で加工される長さに補正して、応力パラ
メータηを演算する必要がある。逆に、試験片の長さが
少なくとも8ｍ以上となるよう切断することにより、試
験片の長さによる影響を受けないことがわかる。

【０１１３】以上のことから、試験片が短い場合は、測
定した残留応力の補正が必要となる。試験片長さと残留
応力の補正係数の関係を図１２に示す。図１２におい
て、横軸は鋼板（例えば長さ２０ｍの製品）を切断した
試験片の長さ（単位ｍ）を表し、縦軸は補正係数を表
す。また、「▲」は鋼板の幅方向における中央部近傍で
の残留応力の補正計数（単位無次元）を表し、「●」は
鋼板の幅方向における端部近傍での残留応力の補正値を
表す。なお、補正係数は、切断前の鋼板の幅方向におけ
る中央部及び端部から所定の位置での残留応力値に対す
る切断後の試験片の幅方向における同じ位置での残留応
力値の割合（比）である。図１１及び図１２から明らか
なように、試験片長さが短い場合には、幅方向における
端部近傍や幅方向における中央近傍のいずれの位置でも
補正が必要となり、しかも補正量が異なる。従って、試
験片長さに応じて、図１２から求めた補正係数の逆数を
乗じることにより残留応力の補正を行うことが好まし
い。

【０１１４】このように、本実施形態によれば、需要家
における加工情報、例えば溶接条件、溶接方法、部材の
拘束条件又は加工精度の許容値、開先切断方法等に応じ
て、開先切断時の変形量が所定の許容値以下となるよう
に、未加工状態での残留応力分布が制御された鋼板が得
られる。

【０１１５】また、鋼板の表面の温度分布から鋼板表面
の残留応力値又は残留応力分布を演算し、残留応力から
パラメータχの値を演算し、パラメータχの値が所定範
囲内にあるか否かを判断することにより、実際に鋼板を
開先切断するまでもなく、開先切断時の変形量を予測す
ることができる。

【０１１６】なお、上記実施形態では、鋼板の残留応力
レベルを制御する方法として、圧延鋼板から製品を切断
した後冷間ローラレベラによる機械的な矯正処理を行う
ように説明したが、これに限定されるものではなく、製
品の切断後に熱処理により残留応力を直接制御する熱的
方法や、加熱、圧延、加速冷却等の工程を厳密に管理す
る間接的方法によっても鋼板の残留応力レベルを制御す
ることが可能である。

【０１１７】また、上記実施形態では、需要家ごとに開
先切断条件を考慮した変形予測値の演算を行うように設
定したが、これに限定されるものではなく、データ転送
量低減及び処理速度向上の観点から、開先切断条件を最
も厳しい条件に固定してもよい。ここで、最も厳しい開
先切断条件とは、開先切断時の変形量のばらつきが最大
となる条件をであり、例えば鋼板が拘束されず、かつ溶
接時の入熱量が大きい場合等である。

【０１１８】さらに、上記実施形態では、鋼板の製造条
件に起因する不均一さを表す値又はパラメータχとし
て、圧延した鋼板の残留応力及び残留応力分布等を用い
たが、これに限定されるものではなく、圧延した鋼板の
残留歪みや変形量等を用いても同様の効果が得られる。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の鋼板は、
鋼板を開先切断した時の変形量のばらつきが一定の範囲
内となるように、鋼板の製造条件に起因する不均一さを
表すパラメータχが、許容値の下限をχ_c ^min、許容値の
上限をχ_c ^maxとして、χ_c ^min≦χ≦χ_c ^maxを満足するよ
うに制御されているので、需要家において当該鋼板を開
先切断した場合に、開先切断時の変形量及びそのばらつ
きが予測された範囲内に収まり、開先切断後の手直し等
の追加工程が不要となり、需要家における鋼板の溶接作
業性が低下することはない。

【０１２０】また、本発明の鋼板製造方法によれば、鋼
板を開先切断した時の変形量のばらつきが一定の範囲内
となるように、鋼板の残留応力からパラメータχを演算
し、前記パラメータχが所定範囲内となるか否かを判断
し、パラメータχが所定範囲内にない場合は、残留応力
を低減するように鋼板を機械的又は熱的手段で矯正処理
するので、開先切断時の変形量の小さい鋼板を容易に得
ることができる。

【０１２１】さらに、本発明の鋼板製造装置によれば、
鋼板を開先切断した時の変形量のばらつきが一定の範囲
内となるように、圧延された鋼板の残留応力から鋼板の
特性の不均一さを表すパラメータχを演算する演算手段
と、前記パラメータχが所定範囲内となるか否かを判断
する判断手段と、前記パラメータχが所定範囲内にない
場合に特性の不均一さを低減するように鋼板を機械的又
は熱的手段で矯正処理する矯正処理手段とを具備するの
で、開先切断時の変形量の小さい鋼板を容易に製造する
ことができる。

【０１２２】さらに、前記矯正処理手段は複数段階の矯
正条件の設定が可能であり、パラメータχが所定範囲内
にない場合、最も弱い矯正条件で矯正処理を行ったと仮
定してパラメータχを再演算し、再演算したパラメータ
χが前記所定範囲内にあるか否かを再判断し、パラメー
タχが前記所定範囲内にない場合は、パラメータχが前
記所定範囲内に入るまで順次矯正条件を強化してパラメ
ータχの再演算を繰り返し、パラメータχが前記所定範
囲内に入った時点での矯正条件で鋼板を矯正処理するよ
うに構成することにより、熱間矯正された鋼板の残留応
力分布等に応じて、最適な矯正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態における鋼板製造装置の
構成を示す図である。

【図２】 上記鋼板製造装置における矯正条件設定プロ
グラムを示すフローチャートである。

【図３】 図２のフローチャートの続きである。

【図４】 板面内の最大応力偏差に関するパラメータχ
と開先切断後のキャンバの実測値との関係を示す図であ
る。

【図５】 応力の傾きに関するパラメータχと開先切断
後のキャンバの実測値との関係を示す図である。

【図６】 板面のモーメントに関するパラメータχと開
先切断後のキャンバの実測値との関係を示す図である。

【図７】 本発明による鋼板と従来の鋼板を実際に開先
切断した場合に発生したキャンバ量の比較を示す図であ
る。

【図８】 長手方向応力の板厚方向の平均値が零である
鋼板についての、長手方向応力の板厚方向の分布を示す
図である。

【図９】 長手方向応力の板厚方向の平均値が零である
鋼板についての、板厚と鋼板表面の長手方向応力の関係
を示す図である。

【図１０】 板厚と製造方法及び鋼板のグレードに応じ
た表面の残留応力の補正値の関係を示す図である。

【図１１】 試験片の長手方向における中央位置近傍で
かつ幅方向における複数の位置で測定した長手方向応力
分布を示す図である。

【図１２】 試験片長さと残留応力の補正係数の関係を
示す図である。

【符号の説明】

１：加熱炉 ２：第１圧延装置 ３：冷却装置 ４：第２圧延装置 ５：加速冷却装置 ６：熱間矯正装置 ７：温度計 ８：鋼板 ９：熱処理炉 １０：矯正装置（ローラレベラ） １１：パルス発生装置（ＰＬＧ） １２：ディジタルダイレクトコントローラ（ＤＤＣ） １３：プロセスコンピュータ １４：ラインコンピュータ １５：サーバコンピュータ １６：キャンバ予測コンピュータ １７：座屈予測コンピュータ １８：変形予測コンピュータ

Claims (42)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板を開先切断した時の変形量のばらつ
   きが一定の範囲内となるように、鋼板の製造条件に起因
   する不均一さを表すパラメータχが、許容値の下限をχ
   _c ^min、許容値の上限をχ_c ^maxとして、 χ_c ^min≦χ≦χ_c ^max を満足するように制御されていることを特徴とする鋼
   板。
2. 【請求項２】 前記パラメータχを鋼板の残留応力から
   求めることを特徴とする請求項１記載の鋼板。
3. 【請求項３】 板面の応力の最大値をσ_max、板面の応
   力の最小値をσ_min、製品の幅及び長さに関する補正係
   数をそれぞれＷ’及びＬ’として、前記パラメータχが χ₁＝（σ_max−σ_min）・Ｗ’・Ｌ’ で表されることを特徴とする請求項２記載の鋼板。
4. 【請求項４】 前記パラメータχは、鋼板表面の残留応
   力の分布を表すパラメータであることを特徴とする請求
   項２記載の鋼板。
5. 【請求項５】 前記パラメータχは、鋼板の幅方向又は
   長手方向の残留応力の傾きを表すパラメータであること
   を特徴とする請求項４記載の鋼板。
6. 【請求項６】 鋼板の幅に関する係数をα、計測データ
   数をｎ、幅方向における測定位置をｘ_W、長手方向の応
   力をｙ_L、長手方向における測定位置をｘ_L、幅方向の応
   力をｙ_Wとして、前記パラメータχは、 【数１】 で表されることを特徴とする請求項５記載の鋼板。
7. 【請求項７】 前記パラメータχは、鋼板の幅方向又は
   長手方向のモーメントにより決まるパラメータであるこ
   とを特徴とする請求項２記載の鋼板。
8. 【請求項８】 鋼板の幅に関する係数をα、幅方向の中
   央から応力測定点までの幅方向の距離をΔｘ_W、長手方
   向応力をσ_Lとして、前記パラメータは、 χ₃＝１／α・Ｗ’・Ｌ’・ΣΔｘ_Wσ_L で表されることを特徴とする請求項７記載の鋼板。
9. 【請求項９】 前記パラメータχを、鋼板の大きさ、製
   造方法及び測定位置の少なくとも１つに応じて補正する
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の鋼
   板。
10. 【請求項１０】 前記パラメータχは、鋼板の温度分布
    の測定結果又は鋼板表面の残留応力の計算値をもとに演
    算したものであることを特徴とする請求項２記載の鋼
    板。
11. 【請求項１１】 鋼板を開先切断した時の変形量のばら
    つきが一定の範囲内となるように、鋼板の残留応力から
    パラメータχを演算し、前記パラメータχが所定範囲内
    となるか否かを判断し、パラメータχが所定範囲内にな
    い場合は、残留応力を低減するように鋼板を機械的又は
    熱的手段で矯正処理する鋼板製造方法。
12. 【請求項１２】 板面の応力の最大値をσ_max、板面の
    応力の最小値をσ_min、製品の幅及び長さに関する補正
    係数をそれぞれＷ’及びＬ’として、前記パラメータχ
    が χ₁＝（σ_max−σ_min）・Ｗ’・Ｌ’ で表されることを特徴とする請求項１１記載の鋼板製造
    方法。
13. 【請求項１３】 前記パラメータχは、鋼板表面の残留
    応力の分布を表すパラメータであることを特徴とする請
    求項１１記載の鋼板製造方法。
14. 【請求項１４】 前記パラメータχは、鋼板の幅方向又
    は長手方向の残留応力の傾きを表すパラメータであるこ
    とを特徴とする請求項１３記載の鋼板製造方法。
15. 【請求項１５】 鋼板の幅に関する係数をα、計測デー
    タ数をｎ、幅方向における測定位置をｘ_W、長手方向の
    応力をｙ_L、長手方向における測定位置をｘ_L、幅方向の
    応力をｙ_Wとして、前記パラメータχは、上記（数１）
    で表されることを特徴とする請求項１４記載の鋼板製造
    方法。
16. 【請求項１６】 前記パラメータχは、鋼板の幅方向又
    は長手方向のモーメントにより決まるパラメータである
    ことを特徴とする請求項１１記載の鋼板製造方法。
17. 【請求項１７】 鋼板の幅に関する係数をα、幅方向の
    中央から応力測定点までの幅方向の距離をΔｘ_W、長手
    方向応力をσ_Lとして、前記パラメータは、 χ₃＝１／α・Ｗ’・Ｌ’・ΣΔｘ_Wσ_L で表されることを特徴とする請求項１６記載の鋼板製造
    方法。
18. 【請求項１８】 前記パラメータχを、鋼板の大きさ、
    製造方法及び測定位置の少なくとも１つに応じて補正す
    ることを特徴とする請求項１１から１７のいずれかに記
    載の鋼板製造方法。
19. 【請求項１９】 前記パラメータχは、鋼板の温度分布
    の測定結果又は鋼板表面の残留応力の計算値をもとに演
    算したものであることを特徴とする請求項１１記載の鋼
    板製造方法。
20. 【請求項２０】 前記残留応力の値は、鋼板の板厚方向
    における平均値であることを特徴とする請求項１１から
    １９のいずれかに記載の鋼板製造方法。
21. 【請求項２１】 前記残留応力の値は、鋼板表面におけ
    る値からの補正値であることを特徴とする請求項１１か
    ら１９のいずれかに記載の鋼板製造方法。
22. 【請求項２２】 前記残留応力の値を、鋼板の板厚、グ
    レード及び製造方法の少なくとも１つに応じて補正する
    ことを特徴とする請求項２１記載の鋼板製造方法。
23. 【請求項２３】 前記残留応力の値を、鋼板の圧延処理
    後、加速冷却後、熱間矯正後、冷間矯正後及び熱処理後
    のいずれかの時点において求めたことを特徴とする請求
    項１１から２２のいずれかに記載の鋼板製造方法。
24. 【請求項２４】 前記パラメータχが所定範囲内となる
    条件を演算し、演算した条件で矯正処理を行うことを特
    徴とする請求項１１から２３のいずれかに記載の鋼板製
    造方法。
25. 【請求項２５】 矯正処理は複数段階の矯正条件の設定
    が可能であり、パラメータχが所定範囲内にない場合、
    最も弱い矯正条件で矯正処理を行ったと仮定してパラメ
    ータχを再演算し、再演算したパラメータχが前記所定
    範囲内にあるか否かを再判断し、パラメータχが前記所
    定範囲内にない場合は、パラメータχが前記所定範囲内
    に入るまで順次矯正条件を強化してパラメータχの再演
    算を繰り返し、パラメータχが前記所定範囲内に入った
    時点での矯正条件で鋼板を矯正処理することを特徴とす
    る請求項１１から２４のいずれかに記載の鋼板製造方
    法。
26. 【請求項２６】 鋼板の矯正処理は、少なくともレベラ
    矯正又は熱処理のいずれかであることを特徴とする請求
    項１１から２５のいずれかに記載の鋼板製造方法。
27. 【請求項２７】 鋼板を開先切断した時の変形量のばら
    つきが一定の範囲内となるように、圧延された鋼板の残
    留応力から鋼板の特性の不均一さを表すパラメータχを
    演算する演算手段と、前記パラメータχが所定範囲内と
    なるか否かを判断する判断手段と、前記パラメータχが
    所定範囲内にない場合に特性の不均一さを低減するよう
    に鋼板を機械的又は熱的手段で矯正処理する矯正処理手
    段とを具備する鋼板製造装置。
28. 【請求項２８】 前記演算手段は、板面の応力の最大値
    をσ_max、板面の応力の最小値をσ_min、製品の幅及び長
    さに関する補正係数をそれぞれＷ’及びＬ’として、 χ₁＝（σ_max−σ_min）・Ｗ’・Ｌ’ で表されるパラメータχを演算することを特徴とする請
    求項２７記載の鋼板製造装置。
29. 【請求項２９】 前記パラメータχは、鋼板表面の残留
    応力の分布を表すパラメータであることを特徴とする請
    求項２７記載の鋼板製造装置。
30. 【請求項３０】 前記パラメータχは、鋼板の幅方向又
    は長手方向の残留応力の傾きを表すパラメータであるこ
    とを特徴とする請求項２９記載の鋼板製造装置。
31. 【請求項３１】 前記演算手段は、鋼板の幅に関する係
    数をα、計測データ数をｎ、幅方向における測定位置を
    ｘ_W、長手方向の応力をｙ_L、長手方向における測定位置
    をｘ_L、幅方向の応力をｙ_Wとして、上記（数１）で表さ
    れるパラメータχを演算することを特徴とする請求項３
    ０記載の鋼板製造装置。
32. 【請求項３２】 前記パラメータχは、鋼板の幅方向又
    は長手方向のモーメントにより決まるパラメータである
    ことを特徴とする請求項２７記載の鋼板製造装置。
33. 【請求項３３】 前記演算手段は、鋼板の幅に関する係
    数をα、幅方向の中央から応力測定点までの幅方向の距
    離をΔｘ_W、長手方向応力をσ_Lとして、 χ₃＝１／α・Ｗ’・Ｌ’・ΣΔｘ_Wσ_L で表されるパラメータχを演算することを特徴とする請
    求項３４記載の鋼板製造装置。
34. 【請求項３４】 前記パラメータχを、鋼板の大きさ、
    製造方法及び測定位置の少なくとも１つに応じて補正す
    ることを特徴とする請求項２７から３３のいずれかに記
    載の鋼板製造装置。
35. 【請求項３５】 前記パラメータχは、鋼板の温度分布
    の測定結果又は鋼板表面の残留応力の計算値をもとに演
    算したものであることを特徴とする請求項２７記載の鋼
    板製造装置。
36. 【請求項３６】 前記演算手段は、前記応力、歪み又は
    変形量の値を、鋼板の圧延処理後、加速冷却後、熱間矯
    正後、冷間矯正後及び熱処理後のいずれかの時点におい
    て求めることを特徴とする請求項２７から３５のいずれ
    かに記載の鋼板製造装置。
37. 【請求項３７】 前記演算手段は、前記パラメータが所
    定範囲内となる条件を演算し、演算した条件で矯正処理
    を行うことを特徴とする請求項２７から３６のいずれか
    に記載の鋼板製造装置。
38. 【請求項３８】 前記矯正処理手段は複数段階の矯正条
    件の設定が可能であり、パラメータχが所定範囲内にな
    い場合、最も弱い矯正条件で矯正処理を行ったと仮定し
    てパラメータχを再演算し、再演算したパラメータχが
    前記所定範囲内にあるか否かを再判断し、パラメータχ
    が前記所定範囲内にない場合は、パラメータχが前記所
    定範囲内に入るまで順次矯正条件を強化してパラメータ
    χの再演算を繰り返し、パラメータχが前記所定範囲内
    に入った時点での矯正条件で鋼板を矯正処理することを
    特徴とする請求項２７から３７のいずれかに記載の鋼板
    製造装置。
39. 【請求項３９】 鋼板の矯正処理手段は、少なくともロ
    ーラレベラ又は熱処理炉のいずれかを含むことを特徴と
    する請求項２７から３８のいずれかに記載の鋼板製造装
    置。
40. 【請求項４０】 前記ローラレベラは、インターメッシ
    ュが複数段階に調節可能であり、パラメータ演算手段
    は、パラメータχが所定範囲内にない場合、最も弱い矯
    正条件で矯正処理を行ったと仮定してパラメータχを再
    演算し、再演算したパラメータχが前記所定範囲内にあ
    るか否かを再判断し、パラメータχが前記所定範囲内に
    ない場合は、パラメータχが前記所定範囲内に入るまで
    順次矯正条件を強化してパラメータχの再演算を繰り返
    し、パラメータχが前記所定範囲内に入った時点での矯
    正条件で鋼板を矯正処理することを特徴とする請求項３
    ９記載の鋼板製造装置。
41. 【請求項４１】 前記ローラレベラの最大の能力で矯正
    してもパラメータが前記所定範囲内に入らない場合に、
    熱処理炉により熱処理を行った後、ローラレベラにより
    矯正処理することを特徴とする請求項４０記載の鋼板製
    造装置。
42. 【請求項４２】 前記ローラレベラの最大の能力で矯正
    してもパラメータが前記所定範囲内に入らない場合に、
    ローラレベラにより矯正処理を行った後、熱処理炉によ
    り熱処理を行うことを特徴とする請求項４１記載の鋼板
    製造装置。