(57)【要約】【課題】  鋼板を優れた寸法精度で、特に建築構造用４面ボックス柱に好適なように、同一チャンスで製品幅の作り分けが可能、かつ実用性に優れた製造方法及び装置を提供する。【解決手段】  一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えたユニバーサルミルの水平ロールにより被圧延材の幅方向の一部を被圧延材の厚み方向に拘束又は圧下する工程を含む第１工程と、一対の水平ロールを備えた厚み圧下ミルにより被圧延材の厚み方向の圧下を行う工程を含む第２工程とを繰り返し行うことを含む鋼板の製造方法であって、被圧延材が圧延される方向に関して、第１工程のユニバーサルミルとは別に一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えた他のユニバーサルミルの水平ロールにより被圧延材を厚み方向に拘束又は圧下しつつ、他のユニバーサルミルの垂直ロールにより被圧延材の幅方向の圧下を行う工程を含む第３工程を第１工程及び前記第２工程に少なくとも１回加える。【選択図】      図３
2006289465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えたユニバーサルミルの前記水平ロールにより被圧延材の幅方向の一部を、前記被圧延材の厚み方向に拘束又は圧下する工程を含む第１工程と、
一対の水平ロールを備えた厚み圧下ミルにより、前記被圧延材の厚み方向の圧下を行う工程を含む第２工程と、
を繰り返し行うことを含む鋼板の製造方法であって、
前記被圧延材が圧延される方向に関して、前記第１工程のユニバーサルミルとは別に、一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えた他のユニバーサルミルの前記水平ロールにより、前記被圧延材を厚み方向に拘束又は圧下しつつ、前記他のユニバーサルミルの前記垂直ロールにより前記被圧延材の幅方向の圧下を行う工程を含む第３工程を、
前記第１工程及び前記第２工程に少なくとも１回加えることを特徴とする鋼板の製造方法。
【請求項２】
一対の垂直ロールを備えた竪型ミルの該垂直ロールにより被圧延材の幅方向の圧下を行う工程を含む第１工程と、
一対の水平ロールを備えた厚み圧下ミルにより前記被圧延材の厚み圧下を行う工程を含む第２工程と、
を繰返し行うことを含む鋼板の製造方法であって、
前記被圧延材が圧延される方向に関して、一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えるユニバーサルミルの前記水平ロールにより、前記被圧延材の厚み方向に拘束又は圧下しつつ、前記ユニバーサルミルの前記垂直ロールにより前記被圧延材の幅方向の圧下を行う工程を含む第３工程を、
前記第１工程及び前記第２工程に少なくとも１回加えることを特徴とする鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記第３工程が、前記第３工程に備えられた前記ユニバーサルミルの前記垂直ロールが前記被圧延材を厚み方向に拘束可能な孔型を備え、該垂直ロールにより前記被圧延材の幅方向の圧下を行う工程を含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の鋼板の製造方法。
【請求項４】
一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えた第一ユニバーサルミルと、
一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを具備し、該垂直ロールが被圧延材の幅圧下の際に幅方向端部を厚み方向に拘束する孔型を備えた第二ユニバーサルミルと、
一対の水平ロールを備えた厚み圧下ミルと、
を含む製造設備によって、同一寸法母材鋼片から、異なる板幅の鋼板を作り分ける鋼板の製造方法であって、
前記第一ユニバーサルミルを、前記鋼板の板幅に対して２％以下の幅圧下である板幅の微調整、及び前記鋼板の板厚の圧下に使用するとともに、前記厚み圧下ミルを板厚の圧下に使用し、
前記板幅の微調整以上に板幅を減少させる必要があるときには、前記第二ユニバーサルミルを前記鋼板の板幅減少に使用することを特徴とする鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記第一ユニバーサルミルと前記厚み圧下ミルとによりリバース圧延を行いつつ、前記板幅の微調整以上に板幅を減少させる必要があるときには、前記第二ユニバーサルミルによる圧延を前記リバース圧延に加えて行う、請求項４に記載の鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記第一ユニバーサルミルによる圧延は該第一ユニバーサルミルの水平ロールにより被圧延材の幅方向の一部を前記被圧延材を厚み方向に拘束しつつ、前記第一ユニバーサルミルの垂直ロールにより板幅を調整する圧延、及び／又は前記水平ロールにより板厚を減少させる圧延であり、
前記第二ユニバーサルミルによる圧延は該第二ユニバーサルミルの水平ロールにより被圧延材の厚み方向の一部を拘束及び／又は圧下しつつ、前記垂直ロールにより板幅を減少させる圧延であることを特徴とする請求項４又は５のいずれか一項に記載の鋼板の製造方法。
【請求項７】
最終パスは前記厚み圧下ミルにより行うことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の鋼板の製造方法。
【請求項８】
一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えた第一ユニバーサルミルと、
一対の水平ロールを備えた厚み圧下ミルと、
一対の垂直ロールと一対の水平ロールとを備えた第二ユニバーサルミルと、
を含む鋼板の製造装置。
【請求項９】
一対の垂直ロールを備えた竪型ミルと、
一対の水平ロールを備えた厚み圧下ミルと、
一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えた第二ユニバーサルミルと、
を含む鋼板の製造装置。
【請求項１０】
前記第二ユニバーサルミルの垂直ロールが、前記被圧延材の幅方向の圧下の際に幅方向端部を厚み方向に拘束する孔型を有することを特徴とする請求項８又は９のいずれか一項に記載の鋼板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユニバーサルミル及びこれを用いた鋼板の製造方法に関する。詳しくは、一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えるユニバーサルミル及び該ユニバーサルミルを備えた圧延工程により、例えば、ＪＩＳ  Ｇ０２０４に規定される厚鋼板、平鋼及び広幅平鋼等といった鋼板、とりわけ建築構造用ボックス柱にそのまま用いて好適な鋼板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
形鋼の熱間圧延おいて、従来から広く用いられているユニバーサルミルを用いて、例えば、ＪＩＳ  Ｇ０２０４に規定される、厚みが３ｍｍ以上の熱延鋼板である厚鋼板、長方形の断面をした棒鋼である平鋼さらには幅が１５０ｍｍを超え、厚みが一般的に４ｍｍを超える広幅平鋼等といった鋼板の熱間圧延を行うことが検討されている。
【０００３】
具体的には、ユニバーサルミルと、その出側に配置した水平ミルとを用いた複数パスの往復圧延（以下、リバース圧延と記述することがある。）を行い、平鋼や広幅平鋼等の鋼板を圧延することにより、ユニバーサルミルのロール間隔を変更するだけで、幅及び厚みが異なる多種の鋼板を製造することが可能であるため注目されている。この方法に関してはこれまでにも様々な方法が提案されている。図１０及び図１１に、従来の典型的な鋼板の製造方法を模式的に示した。図１０は、ユニバーサルミルを１基用いた場合の従来の鋼板の製造方法の１例に使用されている中間・仕上げ圧延機５５０を模式的に示した図である。また、図１１は、ユニバーサルミルを用いない場合の従来の鋼板の製造方法の１例に使用されている中間・仕上げ圧延機６５０を模式的に示した図である。
【０００４】
中間・仕上げ圧延機は、圧延ラインの上工程であるスラブの加熱、粗圧延によって得られた被圧延材（粗形鋼片）を所定寸法に仕上げる役割を有しており、非常に重要な設備である。図１０に示した中間・仕上げ圧延機５５０は圧延ライン上工程側から、ユニバーサルミル５５１と２重式ミル５５２とをこの順に備えている。該中間・仕上げ圧延機５５０には、上工程側である紙面左側から被圧延材（粗形鋼片）が導入され、加工終了後、下工程側である紙面右側に被圧延材が出て行く。また、図１１に示した該中間・仕上げ圧延機６５０は圧延ライン上工程側から、竪型ミル６５１と２基の２重式ミル６５２、６５３とをこの順に備えている。中間・仕上げ圧延機６５０には、上工程側である紙面左側から被圧延材（粗形鋼片）導入され、加工終了後、下工程側である紙面右側に被圧延材が出て行く。
【０００５】
このような従来からの中間・仕上げ圧延機について、上記の理由により、ユニバーサルミルに注目した様々な提案が開示されている。例えば、特許文献１には、フラットな垂直ロールと、ロール胴長方向の中央部から端部にかけて滑らかな曲線で徐々に小径化された水平ロールとからなるユニバーサルミルを用いて平鋼を圧延する発明が開示されている。また、特許文献２には、幅可変式の水平ロールを備えるユニバーサルミルと、幅可変式のロールを備えるエッジャーミルとのそれぞれのロールの幅をオンラインで調整して、このユニバーサルミルの水平ロールにより平鋼用の被圧延材をその長手方向に沿って圧下し、これに続くエッジャーミルではこの被圧延材に形成される少なくとも３箇所の未圧下部を圧下する圧延を行うことにより平鋼を圧延する方法及び装置に係る発明が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、Ｈ形鋼の圧延用にタンデムに配置された複数基のユニバーサルロールスタンドに若干の改造を加えて、平鋼の圧延を実現する方法に係る発明が開示されている。特許文献４には、圧延のままの平鋼を溶接して建築構造用ボックス柱に組み立てる方法と該平鋼をブレークダウンミル、粗ユニバーサルミル及びエッジャーミルを用いて製造する方法が記載されている。特許文献５には、粗圧延後の粗形材を少なくとも２基のユニバーサルミルを用いて平鋼に仕上圧延する平鋼の製造法及び製造設備に関する発明が開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−２１４０２号公報
【特許文献２】特開平５−３２９５０３号公報
【特許文献３】特開平１０−２７７６０２号公報
【特許文献４】特開２０００−３５１０６８号公報
【特許文献５】特開２００４−９８１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の方法によれば、ユニバーサルミルの水平ロールで未圧下となる平鋼の両端部に加え、該水平ロールの幅方向両端厚肉部分を水平ロール圧延機で厚み圧下する際に、平鋼の幅方向中央部がそれ以外の部分の厚み圧下に伴う延伸により圧延方向に引張り力が作用して、所定の肉厚よりも薄くなるという問題があった。一方、中央部以外の部分は圧延方向に圧縮力が作用して所定の肉厚よりも厚くなることにより、平鋼の幅方向の厚みばらつきが大きくなるという問題もあった。
【０００８】
また、特許文献２に記載の方法によれば、ユニバーサルミル水平ロールが幅方向に分割されたロールであるため、該水平ロールで未圧下の部分をエッジャーミルで圧下する工程を繰り返し行うため、特許文献１と同様、平鋼の幅方向の厚みばらつきが大きくなる問題があった。
【０００９】
特許文献３に記載の方法によれば、タンデムユニバーサルスタンドの前後に垂直ローラを設置しており、該垂直ローラで平鋼の幅圧下を行うものであるが、垂直ローラはユニバーサルミルの垂直ロールと異なり、ローラを支持する機械部分の剛性の制約上、大幅な幅圧下は期待できないうえ、ローラが非駆動ゆえに平鋼の繰返し圧延の際に、被圧延材である平鋼がローラへ噛み込み、不良トラブルを生じやすいという問題があった。
【００１０】
特許文献５に記載の方法は、２基のユニバーサル圧延機のうちの一方のユニバーサル圧延機の垂直ロールに設けられた孔型により、被圧延材の板幅圧下及び面取りを行うのが特徴であるが、このような面取りは建築構造用４面ボックス柱に用いる鋼板（平鋼）を製造する際には却って有害となるという問題があった。
【００１１】
さらに特許文献４に記載の平鋼の圧延方法は、上記の特許文献１、２、５に記載の圧延方法と実質的に同じと考えられ、４面ボックス柱に組立したのち溶接する際に必要な開先を圧延で施すところに特徴があると考えられる。しかし、このような開先は熱間圧延で形成しても、開先面にスケールが付着しているため、そのまま溶接には供することはできないという問題があった。
【００１２】
図１２に、４面ボックス２００の組立状況を説明するために模式的な図を示した。４面ボックス柱用の鋼板（平鋼）は、４枚の鋼板２０１、２０２、２０３、２０４（平鋼）を主要部材として備えている。該４枚の鋼板２０１、２０２、２０３、２０４の寸法は、厚みは全て略同一であるが、紙面中に水平に配置された鋼板２０１、２０２と紙面中に垂直に配置された鋼板２０３、２０４とで、幅が異なる。４面ボックスは、断面形状を正方形に形成する必要があることにより、４面ボックス２００を構成する鋼板２０１、２０２、２０３、２０４の板厚の違いに伴い、板の幅が変わるので、いくつもの板厚の異なる４面ボックスを提供するに際し、板の幅も変えなければならない。これは、多くの種類の鋼板を作り分けしなくてはならないことを意味しており、製造工程における不具合点の１つとなっていた。該作り分けについては、特許文献４には全く記載がない。すなわち、他の特許文献１、２、３、５についても同様であるが、被圧延材を幅方向に１パスあたり最大数十ｍｍ程度の圧下を行うことに関する技術の開示がなく、被圧延材を幅方向に１パスあたり最大数十ｍｍ程度の圧下を行うことが可能となれば、上記問題点を解決することができる。
【００１３】
そこで本発明は、厚鋼板や平鋼及び広幅平鋼などの鋼板を、優れた寸法精度で、特に建築構造用４面ボックス柱に用いるに好適なように、同一チャンスで製品幅を細かく作り分けることが可能で、かつ実用性に優れた製造方法及びそのための装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明者らは、平鋼等の製品幅が比較的狭い（概ね１０００ｍｍ以下）鋼板の製造技術に関する膨大な現場実験を通じて以下の知見を見出した。
【００１５】
１．水平ロールと垂直ロールからなるユニバーサルミルを用い、鋼板の熱間での幅方向の圧下を行う。すなわち、被圧延材の全幅よりも狭い幅を有する水平ロールで被圧延材の厚み方向の適度な圧下を行いつつ、被圧延材の圧延前の幅よりも小さく開度を設定した垂直ロールで被圧延材の幅方向の圧下を行うことで、１パスあたり最大数十ｍｍの幅縮小が可能で、その際に被圧延材の座屈変形は見られない。
【００１６】
２．ユニバーサルミルの垂直ロールには、孔型を施しておき、該孔型で被圧延材の幅方向端部を拘束しつつ被圧延材の幅方向の圧下（幅の縮小）を行う。これにより、孔型を施さないフラットなロールに比べ、次に水平ロールを有する別のミルで厚み圧下を行う際に生じる幅戻りが少なく、結果的に効率良く幅縮小が可能となるとともに、被圧延材の座屈変形を抑制する効果もある。
【００１７】
そこで、本願発明者らは、平鋼等の比較的幅の狭い鋼板に関する従来のユニバーサルミル（又は竪型ミル）及び上下一対の水平ロールからなる２重式ミルを用いた熱間圧延に加えて、さらに新たなユニバーサルミルを該ユニバーサルミルに近接して配置する。そして、該新たなユニバーサルミルでは被圧延材の幅方向の圧下（幅縮小）を専ら行い、従来のユニバーサルミル（又は竪型ミル）では主として被圧延材の軽度な幅方向の圧下に留める。これにより、同一圧延チャンスでロールやガイドを組替えることなく最大数十ｍｍ程度幅の異なる鋼板を自在に作り分けができるとともに、製品の端部形状を整える（四隅を直角に保つ）他、製品幅に関する寸法精度を高めることも可能になることを見出した。
【００１８】
本発明は、上記知見に基づき完成されたものであり、その要旨は以下の通りである。以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記することがあるが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１９】
請求項１の発明は、一対の水平ロール（５１ａ、５１ｂ）と一対の垂直ロール（５１ｃ、５１ｄ）とを備えたユニバーサルミル（５１）の水平ロールにより被圧延材（１１）の幅方向の一部を、被圧延材の厚み方向に拘束又は圧下する工程を含む第１工程と、一対の水平ロール（５２ａ、５２ｂ）を備えた厚み圧下ミル（５２）により、被圧延材の厚み方向の圧下を行う工程を含む第２工程とを繰り返し行うことを含む鋼板の製造方法であって、被圧延材が圧延される方向に関して、第１工程のユニバーサルミルとは別に、一対の水平ロール（５３ａ、５３ｂ）と一対の垂直ロール（５３ｃ、５３ｄ）とを備えた他のユニバーサルミル（５３）の水平ロールにより、被圧延材を厚み方向に拘束又は圧下しつつ、他のユニバーサルミルの垂直ロールにより被圧延材の幅方向の圧下を行う工程を含む第３工程を、第１工程及び第２工程に少なくとも１回加えることを特徴とする鋼板の製造方法を提供することにより前記課題を解決する。
【００２０】
請求項２の発明は、一対の垂直ロールを備えた竪型ミルの該垂直ロールにより被圧延材の幅方向の圧下を行う工程を含む第１工程と、一対の水平ロールを備えた厚み圧下ミルにより被圧延材の厚み圧下を行う工程を含む第２工程とを繰り返し行うことを含む鋼板の製造方法であって、被圧延材が圧延される方向に関して、一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えるユニバーサルミルの水平ロールにより、被圧延材の厚み方向に拘束又は圧下しつつ、ユニバーサルミルの垂直ロールにより被圧延材の幅方向の圧下を行う工程を含む第３工程を、第１工程及び第２工程に少なくとも１回加えることを特徴とする鋼板の製造方法により前記課題を解決する。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の鋼板の製造方法で、第３工程が、第３工程に備えられたユニバーサルミルの垂直ロールが被圧延材を厚み方向に拘束可能な孔型を備え、該垂直ロールにより被圧延材の幅方向の圧下を行う工程を含むことを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、一対の水平ロール（５１ａ、５１ｂ）と一対の垂直ロール（５１ｃ、５１ｄ）とを備えた第一ユニバーサルミル（５１）と、一対の水平ロール（５３ａ、５３ｂ）と一対の垂直ロール（５３ｃ、５３ｄ）とを具備し、該垂直ロールが被圧延材（１１）の幅圧下の際に幅方向端部を厚み方向に拘束する孔型を備えた第二ユニバーサルミル（５３）と、一対の水平ロール（５２ａ、５２ｂ）を備えた厚み圧下ミル（５２）とを含む製造設備（５０）によって、同一寸法母材鋼片から、異なる板幅の鋼板を作り分ける鋼板の製造方法であって、第一ユニバーサルミルを、鋼板の板幅に対して２％以下の幅圧下である板幅の微調整、及び鋼板の板厚の圧下に使用するとともに、厚み圧下ミルを板厚の圧下に使用し、板幅の微調整以上に板幅を減少させる必要があるときには、第二ユニバーサルミルを鋼板の板幅減少に使用することを特徴とする鋼板の製造方法を提供することにより前記課題を解決する。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の鋼板の製造方法で、第一ユニバーサルミルと厚み圧下ミルとによりリバース圧延を行いつつ、板幅の微調整以上に板幅を減少させる必要があるときには、第二ユニバーサルミルによる圧延をリバース圧延に加えて行うことを特徴としている。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５のいずれか一項に記載の鋼板の製造方法で、第一ユニバーサルミルによる圧延は該第一ユニバーサルミルの水平ロールにより被圧延材の幅方向の一部を被圧延材を厚み方向に拘束しつつ、第一ユニバーサルミルの垂直ロールにより板幅を調整する圧延、及び／又は前記水平ロールにより板厚を減少させる圧延であり、第二ユニバーサルミルによる圧延は該第二ユニバーサルミルの水平ロールにより被圧延材の厚み方向の一部を拘束及び／又は圧下しつつ、垂直ロールにより板幅を減少させる圧延であることを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の鋼板の製造方法で、最終パスは前記厚み圧下ミルにより行うことを特徴とする。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えた第一ユニバーサルミルと、一対の水平ロールを備えた厚み圧下ミルと、一対の垂直ロールと一対の水平ロールとを備えた第二ユニバーサルミルとを含む鋼板の製造装置を提供することにより前記課題を解決する。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、一対の垂直ロールを備えた竪型ミルと、一対の水平ロールを備えた厚み圧下ミルと、一対の水平ロールと一対の垂直ロールとを備えた第二ユニバーサルミルとを含む鋼板の製造装置を提供することにより前記課題を解決する。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は請求項９のいずれか一項に記載の鋼板の製造装置で、第二ユニバーサルミルの垂直ロールが、被圧延材の幅方向の圧下の際に幅方向端部を厚み方向に拘束する孔型を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の鋼板の製造方法ならびに製造装置によれば、建築構造用４面ボックス柱に用いて好適な鋼板あるいは平鋼を効率良く製造できる。従って、本発明は産業上利用価値の極めて高い発明である。
【００３０】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係るユニバーサルミル及びこのユニバーサルミルを用いた鋼板の製造方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
図１は、１つの実施形態に係る本発明のユニバーサルミルを用いた鋼板の製造方法を適用した圧延ライン１００を模式的に示す図である。製造ライン１００は、上工程から、加熱炉２０、粗圧延機３０（以下ブレークダウンミルと記述することがある。）、中間・仕上げ圧延機５０をこの順に主要設備として備え、該製造ラインで１００で素材であるスラブ１０が所定の板厚、板幅、表面性状を有する鋼板に加工される。スラブ１０は、連続鋳造スラブや分塊スラブ等を用いることができる。このスラブ１０は加熱炉２０で１２００〜１３００℃に加熱される。その後、スラブ１０は、複数の孔型を刻設された２重式水平ロールを有するブレークダウンミル３０により板厚方向圧下と板幅方向圧下とを繰り返す、複数パスの往復圧延（リバース圧延）を行うことにより「粗形鋼片」（該「粗形鋼片」は、本来、スラブ１０であったものが、加工により形状及び呼び名等が変化して該「粗形鋼片」となったものである。また、さらに後の工程においても位置によって名称が変わるが、理解容易のため、以下においては、「粗形鋼片」を含む後の工程において、加工される材料を「被圧延材１１」と統一して記述する。）を成形する。図２にブレークダウンミル３０の一例を示した。図２のブレークダウンミル３０は２基のブレークダウンミル３１、３２を有し、ブレークダウンミル３１で被圧延材１１の板厚方向、ブレークダウンミル３２で被圧延材１１の板幅方向の圧下を行っている。該ブレークダウンミル３０は、通常に用いられるあらゆる粗圧延機を適用することができ、本発明においては特に限定されるものではない。
【００３３】
次いで、この被圧延材１１を、中間・仕上げ圧延機５０に供給して複数パスの往復圧延（リバース圧延）を行うことにより、所定の板幅と板厚とを有する被圧延材である鋼板に仕上げる。
【００３４】
中間・仕上げ圧延機５０について、詳しく説明する。図３は本発明の１つの実施形態に係る中間・仕上げ圧延機５０を模式的に示した斜視図である。中間・仕上げ圧延機５０は、紙面左側であるラインの上工程側から、第１ユニバーサルミル５１、厚み圧下ミル５２、第２ユニバーサルミル５３をこの順に備えている。図４には、第１ユニバーサルミル５１を正面（圧延ライン下工程側）から見た図を示した。第１ユニバーサルミル５１は被圧延材１１の板幅より小さいロール幅を有する上下１対の水平ロール５１ａ、５１ｂと、左右１対の垂直ロール５１ｃ、５１ｄとを備える。通常において、水平ロール５１ａ、５１ｂは駆動するロールであり、垂直ロール５１ｃ、５１ｄは非駆動のロールである。第１ユニバーサルミル５１においては、水平ロール５１ａ、５１ｂは被圧延材１１（鋼板）の両端部の水平ロール５１ａ、５１ｂが接触しない部分を除いた幅方向中央部を厚み方向に圧下（板厚方向部分圧下）する。また垂直ロール５１ｃ、５１ｄにより被圧延材１１の板幅方向の軽度の圧下（水平ロール５１ａ、５１ｂによる厚み圧下に伴い、幅が広がるのを防ぐ程度の軽度の圧下。すなわち、幅圧下率で２％以下の圧下。）が行われる。これにより垂直ロール５１ｃ、５１ｄが接触した幅方向の端面形状を整えることができる。
【００３５】
厚み圧下ミル５２は、第１ユニバーサルミル５１のライン下工程側に配置される。図５に厚み圧下ミル５２を正面（圧延ライン下工程側）から見た図を示した。厚み圧下ミル５１は、被圧延材１１の幅より大きいロール幅の水平ロール５２ａ、５２ｂを備え、該水平ロール５２ａ、５２ｂにより、第１ユニバーサルミル５１で板厚方向の圧下が行われなかった板幅方向両端部を含め、板幅方向の全域に亘って板厚方向の圧下が行われる。これにより、被圧延材１１の厚みは幅方向に均一化される。
【００３６】
以上、説明した第１ユニバーサルミル５１と厚み圧下ミル５２とによる板厚方向の圧下及び板幅方向の圧下を繰り返すことによって、被圧延材１１は本工程で得られるべき所定の板厚及び板幅を有する鋼板に仕上げられる。本実施形態における第１ユニバーサルミル５１及び厚み圧下ミル５２は、それぞれ１基ずつ配置されているが、第１ユニバーサルミル及び厚み圧下ミルのそれぞれを２基以上配置して板厚方向の圧下及び板幅方向の圧下を行うこととしても良い。このときの構成の例として、厚み圧下ミル−第１ユニバーサルミル−厚み圧下ミル、第１ユニバーサルミル−厚み圧下ミル−第１ユニバーサルミル、第１ユニバーサルミル−厚み圧下ミル−第１ユニバーサルミル−厚み圧下ミル等が挙げられ、自由な組合せが可能である。
【００３７】
厚み圧下ミル５２の圧延ライン下工程側には、第２ユニバーサルミル５３が備えられている。図６に、第２ユニバーサルミル５３を正面（圧延ライン下工程側）から見た図を示した。第２ユニバーサルミル５３は、被圧延材１１の板幅より小さいロール幅を有する上下１対の水平ロール５３ａ、５３ｂと、左右１対の垂直ロール５３ｃ、５３ｄとを備える。通常において、水平ロール５１ａ、５１ｂは駆動するロールであり、垂直ロール５１ｃ、５１ｄは非駆動のロールである。第２ユニバーサルミル５３では、垂直ロール５３ｃ、５３ｄには、孔型が刻設されている。図７は一方の垂直ロール５３ｃのみを拡大して示した図である。図７に示すように、垂直ロール５３ｃの胴長方向略中央には、ロール外周からロール軸心への方向を深さ方向とする溝状の孔型５３ｅが刻設されている。孔型５３の溝は、垂直ロール５３ｃの軸心から外周側に向かって次第に拡幅されるいわゆるテーパ形状が形成されている。また、孔型５３ｅの底部の幅は、被圧延材１１の板厚と同程度の大きさを有している。図７に示した垂直ロール５３ｃの他方側の垂直ロール５３ｄも同様の構成となっている。この孔型５３ｅに被圧延材１１が図７のように配置されることにより、被圧延材１１の幅方向端部が、孔型５３ｅに充満するように変形し、被圧延材１１の端部における板厚方向上下面の一部が、５３ｅのテーパ面により板厚方向に拘束される。これにより、孔型を施さないフラットなロールに比べ、次に水平ロールを有する別のミルで厚み圧下を行う際に生じる幅戻りが少なく、結果的に効率良く幅縮小が可能となるとともに、被圧延材１１の座屈変形を抑制することができる。
【００３８】
また、第２ユニバーサルミル５３の水平ロール５３ａ、５３ｂは、被圧延材１１の垂直ロール５３ｃ、５３ｄへの噛み込みをスムーズにする他、該垂直ロール５３ｃ、５３ｄによる被圧延材１１の幅方向の圧下（幅縮小）の際の座屈を防止する効果を有する。また、被圧延材１１の１パス当りの幅方向の圧下量及びパス回数を調整することにより、圧延仕上がり後における厚みが異なる２つの被圧延材の厚みの差の２倍に相当する寸法を、同一寸法の素材から、第２ユニバーサルミル５３の水平ロール５３ａ、５３ｂ及び垂直ロール５３ｃ、５３ｄを途中で替えることなく、１度の圧延チャンスで２つの被圧延材の幅の差として、幅方向の圧下が可能である。
【００３９】
第２ユニバーサルミル５３は１基に限られる必要はなく、２基以上を近接して配置し、被圧延材の幅方向の圧下量を各々の第２ユニバーサルミルで分担することにより、１パス当りの幅方向の圧下量を増やすことも可能である。
【００４０】
図３に戻り説明を継続する。第２ユニバーサルミル５３は、第１ユニバーサルミル５１と厚み圧下ミル５２により得られた被圧延材１１を、任意の適切な量（最大数十ｍｍ）の幅方向の圧下を行うことを目的としている。図３に見られるように、第１ユニバーサルミル５１及び厚み圧下ミル５２によるリバース圧延が行われている際にも、被圧延材１１は、第２ユニバーサルミル５３を通過することとなる。しかし、第２ユニバーサルミル５３を使用しないときには、該第２ユニバーサルミル５３の各ロールの開口の大きさ（ロールの開度）を被圧延材よりも大きく設定しておくことにより、第２ユニバーサルミル５３を無効とすることができる。そして第２ユニバーサルミル５３を使用するときに、ロールの開度を調整し、第２ユニバーサルミル５３を有効にする。
【００４１】
以上のような構成の中間・仕上げ圧延機５０とすることにより、粗形鋼片として中間・仕上げ圧延機５０導入された被圧延材１１は、まず、第１ユニバーサルミル５１と厚み圧下ミル５２との間で、必要回数だけリバース圧延され、そのときには第２ユニバーサルミル５３のロール開度の調整により、第２ユニバーサルミル５３は無効とされている。次に、第２ユニバーサルミル５３を有効にし、幅方向の圧下を行う。該第２ユニバーサルミル５３の上述した構成により、１パスあたり最大数十ｍｍの幅方向の縮小が可能である。これにより、座屈や幅戻りなどの不具合店が緩和され、効率良く幅方向の縮小ができ、その結果、鋼板及び平鋼等の圧延材が、精度良く、効率的に製造可能となった。そして中間・仕上げ圧延機５０から出る直前には、被圧延材１１の厚み方向上下面が、厚み圧下ミル５２により、平滑化される。
【００４２】
上述した中間・仕上げ圧延機５０における第１ユニバーサルミル５１の代わりに、被圧延材の幅方向の圧下を行うための圧延機として、竪型ミルを用いても同様の効果を得ることができる。図８は、竪型ミル１５１を利用した場合の中間・仕上げ圧延機１５０を模式的に示したものである。中間・仕上げ圧延機１５０は、上工程側から竪型ミル１５１、厚み圧下ミル１５２、第２ユニバーサルミル１５３をこの順に備えている。竪型ミル１５１は、一対の垂直ロールのみを有するミルで、幅方向の圧下のみを行い、それに伴う厚み方向の変化の制御は行わない形式のミルである。中間・仕上げ圧延機１５０では、竪型ミル１５１と、厚み圧下ミル１５２とでリバース圧延を行い、必要に応じて第２ユニバーサルミル１５３を有効利用するという工程となる。該工程において、竪型ミル１５１及び厚み圧下ミル１５２の圧下量が所定の値より小さければ、竪型ミル１５１において、厚み方向に拘束しなくても座屈は生じない。従って、中間・仕上げ圧延機１５０については、厚み方向の圧下量が比較的小さいことにより、幅方向の変化も比較的小さい、竪型ミルと厚み圧下ミルの組み合わせであるリバース圧延を含む場合に有効である。
【００４３】
また、厚み圧下ミルとしては、図５に示した２重式ミル５２の代わりに、図９に示したようなユニバーサルミル２５２としても良い。この場合には、垂直ロール２５２ｃ、２５２ｄの間隔（垂直ロールの開度）を大きく取るか、又は垂直ロール２５２ｃ、２５２ｄの代わりにダミーチョックを組み込んでおいても良い。要するに厚み圧下ミルとしては、鋼板の幅方向全面に亘り厚みを圧下することが可能となるような構成を有した圧延機であれば、その構成は限定されるものではない。
【００４４】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うユニバーサルミルを用いた鋼板の製造方法ならびに製造装置もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【実施例】
【００４５】
（実施例１）
以下に、図１に示した圧延ライン１００を用いて、本圧延チャンスで製造すべき製品の厚み３６ｍｍで幅６００ｍｍ及び幅５２８ｍｍ（＝６００ｍｍ−３６ｍｍ×２）の２種類の鋼板（製品規格：ＳＮ４９０Ｂ）の製造を行った実施例を示す。素材として幅６５０ｍｍ×厚み２５０ｍｍの連続鋳造スラブを用い、加熱炉で１２５０℃に加熱し、圧延に供した。
【００４６】
まず、ブレークダウンミルにおいて、十数パスの圧延を経て幅６１０ｍｍ、厚み８０ｍｍの被圧延材（粗形鋼片）とした。次に、第１ユニバーサルミル（水平ロール胴長：５５０ｍｍ）、厚み圧下ミル（水平ロール胴長：７００ｍｍ）及び第２ユニバーサルミル（水平ロール胴長：５００ｍｍ）を用い、９パスのリバース圧延を行い、製品に仕上げた。奇数パスの場合、被圧延材は、第１ユニバーサルミル−厚み圧下ミル−第２ユニバーサルミルの順に通材され、偶数パスの場合、第２ユニバーサルミル−厚み圧下ミル−第１ユニバーサルミルの順に通材された。このとき、第２ユニバーサルミルで被圧延材の幅圧下を行わないパスにおいては、被圧延材の通過がし易いように、ロール開度を大きく設定した。
【００４７】
表１に、圧延のパススケジュールを示した。表１における括弧内の数値は、製品幅５２８ｍｍを製造する場合の被圧延材の幅及び厚みを示す。すなわち、製品幅５２８ｍｍを製造する場合のみ第１ユニバーサルミル及び厚み圧下ミルに加え、３〜６パスにおいて第２ユニバーサルミルを用い、被圧延材の幅圧下（幅の縮小）を行う。製品幅６００ｍｍを製造する場合には、３〜９パスの全てにおいて被圧延材の幅は６００ｍｍで一定であり、第２ユニバーサルミルを用いずに、第１ユニバーサルミル及び厚み圧下ミルのみでリバース圧延を行った。
【００４８】
【表１】
2006289465.tif 000003
【００４９】
（実施例２）
同様に図１に示す圧延ライン１００を用いて、本圧延チャンスで製造すべき製品の厚み２２ｍｍで幅６００ｍｍと幅５５６ｍｍ（＝６００ｍｍ−２２ｍｍ×２）の２種類の鋼板（製品規格：ＳＮ４９０Ｂ）の製造を行った実施例を示す。素材としては幅６５０ｍｍ×厚み２５０ｍｍの連続鋳造スラブを用い、加熱炉により１２５０℃に加熱し圧延に供した。
【００５０】
まず、ブレークダウンミルにおいて、十数パスの圧延を経て、幅６１０ｍｍ、厚み８０ｍｍの被圧延材（粗形鋼片）とした。次に、第１ユニバーサルミル（水平ロール胴長：５５０ｍｍ）、厚み圧下ミル（水平ロール胴長：７００ｍｍ）及び第２ユニバーサルミル（水平ロール胴長：５００ｍｍ）を用いた１１パスのリバース圧延を行い、製品に仕上げた。この場合も、上述のように奇数パスの場合、被圧延材は、第１ユニバーサルミル−厚み圧下ミル−第２ユニバーサルミルの順に通材され、偶数パスの場合、第２ユニバーサルミル−厚み圧下ミル−第１ユニバーサルミルの順に通材された。このとき、第２ユニバーサルミルで被圧延材の幅圧下を行わないパスにおいては、被圧延材の通過がし易いように、ロール開度を大きめに設定した。
【００５１】
表２は、この時の圧延パススケジュールを示したものである。表２において、括弧内の数値は、製品幅５５６ｍｍを製造する場合の被圧延材の幅及び厚みを示す。すなわち、製品幅５５６ｍｍを製造する場合にのみ第１ユニバーサルミル及び厚み圧下ミルに加え、３〜４パスにおいて第２ユニバーサルミルを用い被圧延材の幅圧下（幅の縮小）を行う。製品幅６００ｍｍを製造する場合には第２ユニバーサル２ミルは用いずに、第１ユニバーサルミル及び厚み圧下ミルのみでリバース圧延を行った。
【００５２】
【表２】
2006289465.tif 000004
【００５３】
ここで、表１及び表２のいずれの場合についても、ブレークダウンミル、第１ユニバーサルミル、厚み圧下ミル及び第２ユニバーサルミルは同じ仕様のロール、ガイドを使用しており、同一チャンスでロール替えをすることなく製品の幅、厚みの作り分けができた。なお、このときの第２ユニバーサルミルの垂直ロールの孔型は、表１及び表２の３パス目で被圧延材が該孔型に充満するような孔型底寸法（被圧延材の厚み方向の寸法）である、６０mmとした。
【００５４】
表１及び表２から分かるように、本発明の鋼板の製造方法により、製品幅５２８ｍｍと５５６ｍｍという２種類の鋼板が同一圧延チャンスでロールやガイドの組替え無しに製造可能となる。すなわち、仕上圧延後の被圧延材の２つの被圧延材の厚みの差の２倍に相当する寸法（（３６ｍｍ−２２ｍｍ）×２＝２８ｍｍ）を、同一寸法の素材からロール替えすることなく、同一圧延チャンスで被圧延材の仕上圧延後の該２つの被圧延材の幅の差（５５６ｍｍ−５２８ｍｍ＝２８ｍｍ）として作り分けることが実現できていることが分かる。
【００５５】
以上は、図１に示す圧延ラインを用いて本発明の鋼板の製造方法を実施する場合についての実施例だが、中間・仕上げ圧延機における各ミルを、一対の垂直ロールからなる縦型ロール−厚み圧下ミル−第２ユニバーサルミル−厚み圧下ミルという配置とし、計４基のミルからなる中間・仕上げ圧延機で鋼板のリバース圧延を行うことにより、本発明の実施は可能で、上記実施例と同様の効果を発揮することができる。
【００５６】
また、図１の圧延ラインを用いた上記実施例では、中間・仕上げ圧延機で仕上圧延まで行うための新たな仕上圧延機は不要としたが、仕上圧延機を中間・仕上げ圧延機の下工程側に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】１つの実施形態に係る本発明のユニバーサルミルを用いた鋼板の製造方法を適用した圧延ライン１００を模式的に示す図である。
【図２】圧延ラインにおける粗圧延機の一例を示した図である。
【図３】本発明の１つの実施形態に係る中間・仕上げ圧延機５０を模式的に示した斜視図である。
【図４】第１ユニバーサルミルを正面（圧延ライン下工程側）から見た図である。
【図５】厚み圧下ミルを正面（圧延ライン下工程側）から見た図である。
【図６】第２ユニバーサルミルを正面（圧延ライン下工程側）から見た図である。
【図７】第２ユニバーサルミルの一方の垂直ロールのみを拡大して示した図である。
【図８】本発明の１つの実施形態に係る中間・仕上げ圧延機１５０を模式的に示した斜視図である。
【図９】二重式ミルの代わりにユニバーサルミルを用いた場合における、被圧延材とロールとの位置関係を模式的に示した図である。
【図１０】ユニバーサルミルを用いた場合の従来の鋼板の製造方法の１例に使用されている中間・仕上げ圧延機を模式的に示した図である。
【図１１】ユニバーサルミルを用いない場合の従来の鋼板の製造方法の１例に使用されている中間・仕上げ圧延機を模式的に示した図である。
【図１２】４面ボックスの組立状況を説明するために模式的な図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  スラブ
１１  被圧延材
２０  加熱炉
３０  粗圧延機
５０  中間・仕上げ圧延機
５１  第１ユニバーサルミル
５２  厚み圧下ミル
５３  第２ユニバーサルミル
１００  圧延ライン
【図１】
2006289465.tif 000005
【図２】
2006289465.tif 000006
【図３】
2006289465.tif 000007
【図４】
2006289465.tif 000008
【図５】
2006289465.tif 000009
【図６】
2006289465.tif 000010
【図７】
2006289465.tif 000011
【図８】
2006289465.tif 000012
【図９】
2006289465.tif 000013
【図１０】
2006289465.tif 000014
【図１１】
2006289465.tif 000015
【図１２】
2006289465.tif 000016