JP2023173278A - ハット形鋼矢板の製造方法、及び、ハット形鋼矢板の製造設備 - Google Patents

Abstract

【課題】孔型圧延において安定的に継手部を造形することができるハット形鋼矢板の製造方法、及び、ハット形鋼矢板の製造設備を提供すること。【解決手段】本発明のハット形鋼矢板の製造方法は、ウェブ部、一対のフランジ部、一対の腕部、及び、一対の継手部を有するハット形鋼矢板を、粗圧延機、中間圧延機、及び、仕上げ圧延機の各々における１または複数の孔型での被圧延材への複数回の圧延によって製造するハット形鋼矢板の製造方法であって、中間圧延機による１または複数の孔型での中間圧延のうち、被圧延材における圧延入側でのフランジ相当部の長さよりも圧延出側でのフランジ相当部の長さを長くする圧延を行う際に、被圧延材の断面における全体の減面率をＡとし、被圧延材の断面におけるフランジ相当部の減面率をＢとしたとき、Ｂ－Ａ＞０の関係を満たすように圧延する。【選択図】図４

Description

本発明は、ハット形鋼矢板の製造方法、及び、ハット形鋼矢板の製造設備に関する。

鋼矢板は、河川の護岸などに打ち込まれ、土留めとして使用される。鋼矢板には、断面の形状がハット形のハット形鋼矢板などがある。ハット形鋼矢板は、幅方向に延びるウェブ部と、ウェブ部の両端から斜め下方かつ幅方向外側に向けて延びる一対のフランジ部と、各フランジ部の先端から幅方向外側に延びる一対の腕部と、各腕部の先端に設けられた一対の継手部とを備えている。

従来、ハット形鋼矢板の製造は、孔型圧延法によって行われている。この孔型圧延法の一般的な工程としては、先ず加熱炉において所定の温度に加熱した被圧延材を、１または複数の孔型をそれぞれ備えた、粗圧延機、中間圧延機及び仕上げ圧延機によって順に圧延することが知られている。また、粗圧延機、中間圧延機及び仕上げ圧延機による圧延をそれぞれ、粗圧延、中間圧延及び仕上げ圧延ともいい、これらの圧延を総称して造形圧延ともいう。孔型圧延法では、粗圧延、中間圧延及び仕上げ圧延において、上下一対のロールに複数の孔型を刻設し、例えば、各孔型にて１または複数パスずつ圧延を行うことによって、全長で目標の断面形状に造形してハット形鋼矢板を製造する。

孔型圧延において、入側と出側で断面形状が大きく異なると、孔型に材料がうまく噛み込まない場合や、孔型への負荷が過大になる場合がある。そのため、複数回に分けて孔型圧延を実施することによって、素材形状から目標の断面形状へ徐々に造形する。噛み込みや孔型への負荷を鑑みると、粗圧延機の圧延だけでは被圧延材におけるフランジ相当部の長さを目標の寸法にすることは難しく、中間圧延機以降でフランジ相当部を長くする圧延を実施する必要がある。また、粗圧延機のみで目標とするフランジ相当部の寸法を造形しようとすると、孔型が深くなり、ロール径が極端に細くなる。孔型は摩耗により形状が変化するため、ロール表面を研磨して所望の孔型形状を保つように管理している。そのため、ロール径が小さくなると研磨できる回数が少なくなるため、ロールの寿命が短くなる。また、粗圧延機は、リバース圧延（往復圧延）を実施する回数が、形鋼圧延ラインの圧延機の中で最も多いため、中間圧延機及び仕上げ圧延機と比較してロールが早く摩耗する。ロールの寿命を考えると、粗圧延機でのフランジ相当部の伸長はできるだけ小さくし、中間圧延機でフランジ相当部を長くすることが好ましい。

また、孔型圧延は、材料が３次元的に変形する複雑な塑性加工であり、様々な問題を抱えている。例えば、ハット形鋼矢板の孔型圧延において、被圧延材におけるウェブ相当部とフランジ相当部と腕相当部との圧下バランスが不適切であった場合に、フランジ相当部のみが高さ方向（圧延方向）に伸長し、フランジ相当部が波打つフランジ波と呼ばれる不良が発生する。また、被圧延材における継手相当部がうまく噛み込まずに、ハット形鋼矢板における継手部が造形できない場合や、フランジ相当部に腕相当部が引き込まれて、ハット形鋼矢板における継手部がなくなる場合もある。また、フランジ相当部を長くする孔型圧延においては、ウェブ相当部とフランジ相当部と腕相当部との圧下率のバランスによっては、フランジ相当部が幅方向に変形できず、腕相当部をフランジ相当部に引き込む引き込み現象が発生する。腕相当部がフランジ相当部に引き込まれた場合には、ハット形鋼矢板における継手部が完全になくなるため製品とすることができなくなる。このような問題に対して、従来、種々の技術開発が行われてきた。例えば、特許文献１には、被圧延材におけるフランジ相当部を長くする圧延の前段階である被圧延材の幅を調整する圧延時に、孔型の継手相当部に相当する箇所に溝を成形しておき、継手相当部を圧延で成形しやすくする方法が開示されている。また、特許文献２には、フランジ波が発生しないように、ロール隙を設定する方法が開示されている。

特開２００５－１４４４９７号公報 特開２０１９－０３８０１４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された方法では、フランジ相当部を長くする圧延を実施する場合に、継手相当部が孔型の溝に噛みこんだとしても、フランジ相当部に腕相当部が引き込まれる場合がある。また、特許文献２に開示された方法においては、フランジ波を解消する方法について提案されているが、腕相当部の引き込み変形を解消する方法については提案されていない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、孔型圧延において安定的に継手部を造形することができるハット形鋼矢板の製造方法、及び、ハット形鋼矢板の製造設備を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るハット形鋼矢板の製造方法は、ウェブ部、前記ウェブ部の両端に設けられた一対のフランジ部、前記一対のフランジ部の各々の先端に設けられた一対の腕部、及び、前記一対の腕部の各々の先端に設けられた一対の継手部を有するハット形鋼矢板を、粗圧延機、中間圧延機、及び、仕上げ圧延機の各々における１または複数の孔型での被圧延材への複数回の圧延によって製造するハット形鋼矢板の製造方法であって、前記中間圧延機による前記１または複数の孔型での中間圧延のうち、前記被圧延材における圧延入側でのフランジ相当部の長さよりも圧延出側での前記フランジ相当部の長さを長くする圧延を行う際に、前記被圧延材の長手方向と直交する方向の断面における全体の減面率をＡとし、前記被圧延材の長手方向と直交する方向の断面における前記フランジ相当部の減面率をＢとしたとき、Ｂ－Ａ＞０の関係を満たすように圧延することを特徴とするものである。

また、本発明に係るハット形鋼矢板の製造方法は、上記の発明において、前記中間圧延における前記被圧延材の圧延入側でのウェブ相当部の厚みが３２［ｍｍ］以下であることを特徴とするものである。

また、本発明に係るハット形鋼矢板の製造方法は、上記の発明において、前記ハット形鋼矢板の断面サイズに基づいて特定される定数をαとしたとき、前記全体の減面率Ａと、前記フランジ相当部の減面率Ｂとが、０＜Ｂ－Ａ＜αの関係を満たすように圧延することを特徴とするものである。

また、本発明に係るハット形鋼矢板の製造設備は、ウェブ部、前記ウェブ部の両端に設けられた一対のフランジ部、前記一対のフランジ部の各々の先端に設けられた一対の腕部、及び、前記一対の腕部の各々の先端に設けられた一対の継手部を有するハット形鋼矢板を製造するハット形鋼矢板の製造設備であって、被圧延材を圧延する、粗圧延機、中間圧延機、及び、仕上げ圧延機を備えており、前記中間圧延機は、前記被圧延材における圧延入側でのフランジ相当部の長さよりも圧延出側での前記フランジ相当部の長さを長くする圧延を行う際に、前記被圧延材の長手方向と直交する方向の断面における全体の減面率をＡとし、前記被圧延材の長手方向と直交する方向の断面における前記フランジ相当部の減面率をＢとしたとき、Ｂ－Ａ＞０の関係を満たすように圧延する孔型を有することを特徴とするものである。

また、本発明に係るハット形鋼矢板の製造設備は、上記の発明において、前記中間圧延機による中間圧延における前記被圧延材の圧延入側でのウェブ相当部の厚みが３２［ｍｍ］以下であることを特徴とするものである。

また、本発明に係るハット形鋼矢板の製造設備は、上記の発明において、前記孔型は、前記ハット形鋼矢板の断面サイズに基づいて特定される定数をαとしたとき、前記全体の減面率Ａと、前記フランジ相当部の減面率Ｂとが、０＜Ｂ－Ａ＜αの関係を満たすように圧延することを特徴とするものである。

本発明に係るハット形鋼矢板の製造方法、及び、ハット形鋼矢板の製造設備は、孔型圧延において安定的に継手部を造形することができるという効果を奏する。

図１は、ハット形鋼矢板の一例を示した図である。 図２は、形鋼圧延ラインの設備構成を示す説明図である。 図３は、中間圧延機に用いられる孔型の一例を示した図である。 図４は、被圧延材における圧延入側での全体の断面積についての説明図である。 図５は、被圧延材における圧延出側での全体の断面積についての説明図である。 図６は、被圧延材における圧延入側でのフランジ相当部の断面積についての説明図である。 図７は、被圧延材における圧延出側でのフランジ相当部の断面積についての説明図である。

以下に、本発明に係るハット形鋼矢板の製造方法、及び、ハット形鋼矢板の製造設備の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。また、本実施形態においては、被圧延材をウェブ相当部がフランジ相当部よりも上方に位置する姿勢（いわゆる逆Ｕ姿勢、あるいは、ハット姿勢）で圧延されるものとして説明するが、当然、本発明の適用範囲はその他の姿勢（例えばＵ姿勢）での圧延にも及ぶ。

図１は、ハット形鋼矢板１の一例を示した図である。本実施形態において製造されるハット形鋼矢板１は、図１に示すように、長手方向に直交する一様な断面形状がハット形である。ハット形鋼矢板１は、断面形状として、ウェブ部１１と、一対のフランジ部１２と、一対の腕部１３と、一対の継手部１４とを有する。ウェブ部１１は、一方向（図１の左右方向であり、以下では、「左右方向」とも称する。）に延在する部位である。一対のフランジ部１２は、ウェブ部１１の左右方向の両端に接続され、左右方向に対して傾いて延在する部位である。図１に示す例では、一対のフランジ部１２は、ウェブ部１１の反対側の端部が上下方向（図１の上下方向であり、左右方向に直交する方向）の下側となるように傾いて延在する。一対の腕部１３は、一対のフランジ部１２のウェブ部１１が接続されていない側に接続され、左右方向に延在する部位である。一対の継手部１４は、一対の腕部１３のフランジ部１２が接続されていない側に接続される部位であり、上下方向の上側または下側に開いた鉤状の形状を有する。一対の継手部１４は、鋼矢板として用いられる際に、他の鋼矢板の継手部に嵌合することで、他の鋼矢板との接続に用いられる部位である。

次に、ハット形鋼矢板１に製造に用いる形鋼圧延ラインについて説明する。図２は、形鋼圧延ライン２の設備構成を示す説明図である。

図２に示す形鋼圧延ライン２は、実施形態に係る鋼矢板の製造設備であり、ハット形鋼矢板１を製造する。形鋼圧延ライン２は、搬送テーブル８の上流側から下流側に向けて順に、加熱炉３、粗圧延機４、中間圧延機５、仕上げ圧延機６、及び、複数台のホットソー７を備えている。加熱炉３で加熱されたスラブ等の被圧延材は、複数の孔型を用いて、粗圧延機４、中間圧延機５、仕上げ圧延機６の順に熱間で孔型圧延され、図１に示すハット形鋼矢板１の製品形状に仕上げられる。なお、本実施形態では、粗圧延機４、中間圧延機５及び仕上げ圧延機６による圧延をそれぞれ、粗圧延、中間圧延、仕上げ圧延ともいう。

粗圧延機４は、例えば１台設置され、加熱炉３で加熱された被圧延材を、目標とする断面形状に近づけるように孔型圧延によって造形する。ここで、粗圧延機４には、１または複数の孔型を刻設した上ロール及び下ロールが配設されており、被圧延材を当該孔型で複数回圧延する。なお、被圧延材は、ハット形鋼矢板１を製造する場合に圧延される鋼材を意味し、形鋼圧延ライン２によって製造される製品のハット形鋼矢板１のウェブ部１１に相当するウェブ相当部と、フランジ部１２に相当するフランジ相当部と、腕部１３に相当する腕相当部と、継手部１４に相当する継手相当部とを備えている。

中間圧延機５は、例えば２台設置され、粗圧延機４によって造形された被圧延材の全体の厚みを薄くするとともに、さらに製品の断面形状に近づけた被圧延材とするように孔型圧延によって造形する。

図３は、中間圧延機５に用いられる孔型の一例を示した図である。図３に示すように、中間圧延機５には、例えば、１つの孔型５０が刻設された上ロール５１及び下ロール５２が配設される。なお、中間圧延機５には、１または複数の孔型を刻設した上ロール及び下ロールを配設され、当該孔型で被圧延材を複数回圧延する。

仕上げ圧延機６で、例えば１台設置され、中間圧延機５によって造形された被圧延材を孔型圧延によって目標の断面形状に造形する。仕上げ圧延機６には、１または複数の孔型を刻設した上ロール及び下ロールが配設されており、被圧延材を当該孔型で複数回圧延する。また、仕上げ圧延機６の出側に設置された複数のホットソー７では、仕上げ圧延を終了して目標の断面形状に造形された被圧延材を所望の長さに切断する。これにより、形鋼圧延ライン２によって、製品となるハット形鋼矢板１が製造される。

なお、実施形態に係る形鋼圧延ライン２において、粗圧延機４、中間圧延機５、及び、仕上げ圧延機６のそれぞれの台数としては、粗圧延機４を１台、中間圧延機５を２台、仕上げ圧延機を１台としているが、特に限定されるものではない。

ここで、本願発明者らは、形鋼圧延ライン２におけるハット形鋼矢板１の孔型圧延において、被圧延材の長手方向と直交する方向の断面の全体の減面率（以下、単に「全体の減面率」と記す）と、被圧延材の長手方向と直交する方向の断面のフランジ相当部の減面率（以下、単に「フランジ相当部の減面率」と記す）とのバランスが、圧延後の断面形状に影響を与えることを見出した。なお、本実施形態において「全体の減面率」とは、圧延入側での全体の断面積と圧延出側での全体の断面積とに基づいて算出される割合である。また、本実施形態において「フランジ相当部の減面率」とは、圧延入側でのフランジ相当部の断面積と圧延出側でのフランジ相当部の断面積とに基づいて算出される割合である。

図４は、被圧延材１０１における圧延入側での全体の断面積についての説明図である。なお、図４中、Ｌｗ_０は圧延入側でのウェブ相当部１１１の長さであり、ｔｗ_０は圧延入側でのウェブ相当部１１１の厚みであり、Ｌｆ_０は圧延入側でのフランジ相当部１１２の長さ（脚長）であり、ｔｆ_０は圧延入側でのフランジ相当部１１２の厚みであり、Ｌａ_０は圧延入側での腕相当部１１３の長さであり、ｔａ_０は圧延入側での腕相当部１１３の厚みである。図５は、被圧延材１０１における圧延出側での全体の断面積についての説明図である。なお、図５中、Ｌｗ_１は圧延出側でのウェブ相当部１１１の長さであり、ｔｗ_１は圧延出側でのウェブ相当部１１１の厚みであり、Ｌｆ_１は圧延出側でのフランジ相当部１１２の長さ（脚長）であり、ｔｆ_１は圧延出側でのフランジ相当部１１２の厚みであり、Ｌａ_１は圧延出側での腕相当部１１３の長さであり、ｔａ_１は圧延出側での腕相当部１１３の厚みである。

図４及び図５に示すように、被圧延材１０１における全体の断面積は、被圧延材１０１の長手方向と直交する方向の断面において、ウェブ相当部１１１とフランジ相当部１１２と腕相当部１１３と継手相当部１１４とのそれぞれの断面積を合計した総断面積である。そして、図４に示すように、被圧延材１０１における圧延入側での全体の断面積をＳ_０とし、図５に示すように、被圧延材１０１における圧延出側での全体の断面積をＳ_１とすると、被圧延材１０１における全体の減面率Ａは、下記数式（１）によって算出することができる。

ところで、被圧延材１０１のフランジ相当部１１２の高さ方向の長さ（脚長）を伸ばす圧延を行った際、フランジ相当部１１２は高さ方向だけではなく幅方向にも変形する。このとき、フランジ相当部１１２の圧下が不足すると、高さ方向への延伸のために不足する肉厚を補うため腕相当部１１３がフランジ相当部１１２に引き込まれる。このようなフランジ相当部１１２に腕相当部１１３が引き込まれることを抑制するためには、フランジ相当部１１２の高さ方向の延伸が十分に行われればよいことから、被圧延材１０１におけるフランジ相当部１１２の減面率Ｂを、被圧延材１０１における全体の減面率Ａよりも大きくすればよい。

図６は、被圧延材１０１における圧延入側でのフランジ相当部１１２の断面積についての説明図である。図７は、被圧延材１０１における圧延出側でのフランジ相当部１１２の断面積についての説明図である。

図６及び図７に示すように、被圧延材１０１におけるフランジ相当部１１２の断面積は、被圧延材１０１の長手方向と直交する方向の断面において、左右２箇所のウェブ相当部１１１のそれぞれの断面積を合計した総断面積である。そして、図６に示すように、被圧延材１０１における圧延入側でのフランジ相当部１１２の断面積をＳｆ_０、被圧延材１０１における圧延出側でのフランジ相当部１１２の断面積をＳｆ_１とすると、フランジ相当部１１２の減面率Ｂは、下記数式（２）によって算出することができる。

そして、上記したように、フランジ相当部１１２に腕相当部１１３が引き込まれるような腕相当部１１３の引き込み変形を抑制するためには、フランジ相当部１１２の減面率Ｂを、全体の減面率Ａよりも大きくすればよいため、下記数式（３）の関係を満たせばよい。

さらに、中間圧延における圧延入側でのウェブ相当部１１１の厚みｔｗ_０が３２［ｍｍ］より大きくなると、フランジ相当部１１２の減面率Ｂよりも全体の減面率Ａが大きくなりやすく、腕相当部１１３の引き込み変形が発生しやすくなる。そのため、中間圧延における圧延入側でのウェブ相当部１１１の厚みｔｗ_０が、３２［ｍｍ］以下となるように圧延条件を設定することが好ましい。

また、ハット形鋼矢板１の圧延では、「フランジ波」と呼ばれる形状不良が発生することがある。フランジ波は、フランジ部１２（の外面側）が平坦とはならずに長手方向で高さが変化し波打ち形状となる形状不良である。そして、本願発明者らは、フランジ波が、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が閾値α以上になると発生することを見出した。そのため、本実施形態においては、下記数式（４）に示すように、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が閾値α未満となるように圧延条件を設定する。

なお、断面サイズが４５Ｈ及び５０Ｈのハット形鋼矢板１においては、操業実績から閾値αが０．０８であることが分かっている。また、閾値αは、ハット形鋼矢板１の断面サイズに基づいて特定される定数であって、ハット形鋼矢板１の断面サイズによって異なり、例えば、断面サイズが１０Ｈ及び２５Ｈのハット形鋼矢板１では、操業実績から閾値αが０．０７であることが分かっている。さらに、その他の断面サイズのハット形鋼矢板１については、適宜操業によって閾値αを特定することができる。

次に、本願発明者らが、上記の形鋼圧延ライン２を用いて、下記の実施例１～４及び比較例１～３のように圧延条件を変更して実施した、ハット形鋼矢板１の圧延における被圧延材１０１の腕相当部１１３の引き込み変形及びフランジ波のそれぞれの発生有無の評価試験について説明する。なお、本評価試験でのハット形鋼矢板１の断面サイズは４５Ｈであり、上記数式（４）の閾値αは０．０８とする。また、以下において、特に言及しない圧延条件は、実施例１～４及び比較例１～３で同じである。

［実施例１］
実施例１は、中間圧延における圧延入側でのウェブ相当部１１１の厚みが２８［ｍｍ］であり、中間圧延のパス回数が７回、フランジ相当部１１２の高さ方向の長さである脚長を伸ばすパス（脚長伸ばしパス）が中間圧延の１パス目である。中間圧延の１パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．１４、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１６となるように設定した。また、中間圧延の２パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．０９、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１２となるように設定した。

［実施例２］
実施例２は、中間圧延における圧延入側でのウェブ相当部１１１の厚みが２８［ｍｍ］であり、中間圧延のパス回数が７回、脚長伸ばしパスが中間圧延の１パス目及び２パス目である。中間圧延の１パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．１４、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１８となるように設定した。また、中間圧延の２パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．０９、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１０となるように設定した。

［実施例３］
実施例３は、中間圧延における圧延入側でのウェブ相当部１１１の厚みが２８［ｍｍ］であり、中間圧延のパス回数が７回、脚長伸ばしパスが中間圧延の１パス目である。中間圧延の１パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．１４、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１６となるように設定した。また、中間圧延の２パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．１４、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．２５となるように設定した。

［実施例４］
実施例４は、中間圧延における圧延入側でのウェブ相当部１１１の厚みが３４［ｍｍ］であり、中間圧延のパス回数が７回、脚長伸ばしパスが中間圧延の１パス目である。中間圧延の１パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．２９、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．３０となるように設定した。また、中間圧延の２パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．１１、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１２となるように設定した。

［比較例１］
比較例１は、中間圧延における圧延入側でのウェブ相当部１１１の厚みが２８［ｍｍ］であり、中間圧延のパス回数が７回、脚長伸ばしパスが中間圧延の１パス目である。中間圧延の１パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．１９、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１６となるように設定した。また、中間圧延の２パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．０７、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１２となるように設定した。

［比較例２］
比較例２は、中間圧延における圧延入側でのウェブ相当部１１１の厚みが２８［ｍｍ］であり、中間圧延のパス回数が７回、脚長伸ばしパスが中間圧延の１パス目及び２パス目である。中間圧延の１パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．１４、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１８となるように設定した。また、中間圧延の２パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．１２、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１０となるように設定した。

［比較例３］
比較例３は、中間圧延における圧延入側でのウェブ厚が３４［ｍｍ］であり、中間圧延のパス回数が７回、脚長伸ばしパスが中間圧延の１パス目である。中間圧延の１パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．２５、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１６となるように設定した。また、中間圧延の２パス目の圧延条件は、全体の減面率Ａが０．１１、フランジ相当部１１２の減面率Ｂが０．１２となるように設定した。

なお、実施例１～４及び比較例１～３の共通の圧延条件として、中間圧延の１パス目入側では、ウェブ相当部１１１の幅が３３０［ｍｍ］、フランジ相当部１１２の幅が２００［ｍｍ］、腕相当部１１３の幅が３３０［ｍｍ］、及び、全体幅が８６０［ｍｍ］となるように圧延条件を設定した。同様に、中間圧延の２パス目入側（１パス目出側）では、ウェブ相当部１１１の幅が３３５［ｍｍ］、フランジ相当部１１２の幅が２０５［ｍｍ］、腕相当部１１３の幅が３３５［ｍｍ］、全体幅が８７５［ｍｍ］となるように設定した。また、同様に、中間圧延の３パス目入側（２パス目出側）では、ウェブ相当部１１１の幅が３３５［ｍｍ］、フランジ相当部１１２の幅が２１０［ｍｍ］、腕相当部１１３の幅が３３５［ｍｍ］、全体幅が８８０［ｍｍ］となるように設定した。

実施例１～４及び比較例１～３のそれぞれの圧延条件と、腕相当部１１３の引き込み変形及びフランジ波のそれぞれの発生有無の評価結果とを、表１に示す。

実施例１では、中間圧延での脚長を伸ばす１パス目で、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が０．０２とプラスになって上記数式（３）の関係を満たしており、腕相当部１１３の引き込み変形が発生しなかった。また、実施例１では、フランジ波も発生しなかった。

実施例２では、中間圧延での脚長を伸ばす１パス目で、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が０．０３とプラスになって上記数式（３）の関係を満たしており、中間圧延での脚長を伸ばす２パス目でもフランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が０．０１とプラスになって上記数式（３）の関係を満たしており、腕相当部１１３の引き込み変形が発生しなかった。また、実施例２では、フランジ波も発生しなかった。

実施例３では、中間圧延での脚長を伸ばす１パス目で、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が０．０２とプラスになって上記数式（３）の関係を満たしており、腕相当部１１３の引き込み変形が発生しなかった。一方、実施例３では、中間圧延の２パス目でフランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が０．１０であり、上記数式（４）における閾値αである０．０８よりも大きくなっており、フランジ波が発生した。

実施例４では、中間圧延における圧延入側のウェブ相当部１１１の厚みが３４［ｍｍ］であり、実施例１～３の中間圧延における圧延入側のウェブ相当部１１１の厚み３２［ｍｍ］よりも厚くなっている。実施例４では、中間圧延での脚長を伸ばす１パス目で、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が０．０１とプラスになって上記数式（３）の関係を満たしており、腕相当部１１３の引き込み変形が発生しなかった。なお、実施例４において、中間圧延における圧延入側のウェブ相当部１１１の厚みが３２［ｍｍ］よりも厚いにもかかわらず、腕相当部１１３の引き込み変形が発生しなかった理由としては、中間圧延における圧延入側のフランジ相当部１１２の厚みを２４［ｍｍ］とし、他の実施例１～３の中間圧延における圧延入側のフランジ相当部１１２の厚み２０［ｍｍ］よりも厚くなるようにしたためであると考えられる。また、実施例４では、フランジ波も発生しなかった。

比較例１では、中間圧延での脚長を伸ばす１パス目で、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が－０．０３とマイナスになっており、上記数式（３）の関係を満たしておらず、腕相当部１１３の引き込み変形が発生した。なお、比較例１では、フランジ波が発生しなかった。

また、比較例２では、中間圧延での脚長を伸ばす１パス目で、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が０．０３とプラスになって上記数式（３）の関係を満たしているが、中間圧延での脚長を伸ばす２パス目で、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が－０．０２とマイナスになって上記数式（３）の関係を満たしておらず、腕相当部１１３の引き込み変形が発生した。なお、比較例２では、フランジ波が発生しなかった。

比較例３では、中間圧延における圧延入側のウェブ相当部１１１の厚みが３４［ｍｍ］であり、比較例１及び２の中間圧延における圧延入側のウェブ相当部１１１の厚み３２［ｍｍ］よりも厚くなっている。また、比較例３では、同様に中間圧延における圧延入側のウェブ相当部１１１の厚みが３４［ｍｍ］である実施例４とは違い、中間圧延における圧延入側のフランジ相当部１１２の厚みを他の比較例１及び２と同様に２０［ｍｍ］としている。比較例３では、中間圧延での脚長を伸ばす１パス目で、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が－０．０９とマイナスになって上記数式（３）の関係を満たしておらず、腕相当部１１３の引き込み変形が発生した。なお、比較例３では、フランジ波が発生しなかった。

以上、実施例１～４では、中間圧延での脚長を伸ばすパスにおいて、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差がプラスになって上記数式（３）の関係を満たすため、腕相当部１１３の引き込み変形の発生を抑制できることがわかる。また、実施例１、２及び４では、中間圧延において、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差が、上記のように閾値αを０．０８として上記数式（４）の関係を満たすため、フランジ波の発生を抑制できることがわかる。一方、比較例１～３では、中間圧延での脚長を伸ばすパスにおいて、フランジ相当部１１２の減面率Ｂと全体の減面率Ａとの差がマイナスになって上記数式（３）の関係を満たさないため、腕相当部１１３の引き込み変形が発生することがわかる。

１ ハット形鋼矢板
２ 形鋼圧延ライン
３ 加熱炉
４ 粗圧延機
５ 中間圧延機
６ 仕上げ圧延機
７ ホットソー
８ 搬送テーブル
１１ ウェブ部
１２ フランジ部
１３ 腕部
１４ 継手部
５０ 孔型
５１ 上ロール
５２ 下ロール
１０１ 被圧延材
１１１ ウェブ相当部
１１２ フランジ相当部
１１３ 腕相当部
１１４ 継手相当部

Claims (6)

1. ウェブ部、前記ウェブ部の両端に設けられた一対のフランジ部、前記一対のフランジ部の各々の先端に設けられた一対の腕部、及び、前記一対の腕部の各々の先端に設けられた一対の継手部を有するハット形鋼矢板を、粗圧延機、中間圧延機、及び、仕上げ圧延機の各々における１または複数の孔型での被圧延材への複数回の圧延によって製造するハット形鋼矢板の製造方法であって、
   前記中間圧延機による前記１または複数の孔型での中間圧延のうち、前記被圧延材における圧延入側でのフランジ相当部の長さよりも圧延出側での前記フランジ相当部の長さを長くする圧延を行う際に、前記被圧延材の長手方向と直交する方向の断面における全体の減面率をＡとし、前記被圧延材の長手方向と直交する方向の断面における前記フランジ相当部の減面率をＢとしたとき、Ｂ－Ａ＞０の関係を満たすように圧延することを特徴とするハット形鋼矢板の製造方法。
2. 前記中間圧延における前記被圧延材の圧延入側でのウェブ相当部の厚みが３２［ｍｍ］以下である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. 前記ハット形鋼矢板の断面サイズに基づいて特定される定数をαとしたとき、前記全体の減面率Ａと、前記フランジ相当部の減面率Ｂとが、０＜Ｂ－Ａ＜αの関係を満たすように圧延することを特徴とする請求項１または２に記載のハット形鋼矢板の製造方法。
4. ウェブ部、前記ウェブ部の両端に設けられた一対のフランジ部、前記一対のフランジ部の各々の先端に設けられた一対の腕部、及び、前記一対の腕部の各々の先端に設けられた一対の継手部を有するハット形鋼矢板を製造するハット形鋼矢板の製造設備であって、
   被圧延材を圧延する、粗圧延機、中間圧延機、及び、仕上げ圧延機を備えており、
   前記中間圧延機は、前記被圧延材における圧延入側でのフランジ相当部の長さよりも圧延出側での前記フランジ相当部の長さを長くする圧延を行う際に、前記被圧延材の長手方向と直交する方向の断面における全体の減面率をＡとし、前記被圧延材の長手方向と直交する方向の断面における前記フランジ相当部の減面率をＢとしたとき、Ｂ－Ａ＞０の関係を満たすように圧延する孔型を有することを特徴とするハット形鋼矢板の製造設備。
5. 前記中間圧延機による中間圧延における前記被圧延材の圧延入側でのウェブ相当部の厚みが３２［ｍｍ］以下であることを特徴とする請求項４に記載のハット形鋼矢板の製造設備。
6. 前記孔型は、前記ハット形鋼矢板の断面サイズに基づいて特定される定数をαとしたとき、前記全体の減面率Ａと、前記フランジ相当部の減面率Ｂとが、０＜Ｂ－Ａ＜αの関係を満たすように圧延することを特徴とする請求項４または５に記載のハット形鋼矢板の製造設備。

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