(57)【要約】【課題】厚鋼板（特に、高強度厚鋼板）のように、高い残留応力が内部に残存しやすく、かつローラーレベラーによる矯正時における先尾端矯正（先尾端幅反り矯正）が困難な金属板に対して好適な金属板先尾端幅反り矯正方法及び矯正装置を提供する。【解決手段】被矯正材１の長手方向先尾端部に幅反りが残存した場合に、その先尾端部に対して矯正ロール群３によって幅方向に繰り返し曲げ（曲げ矯正）を加えることにより、その先尾端幅反りを矯正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅反りを有する金属板の矯正を行う際、金属板の長手方向先尾端部に残存した幅反りを矯正するために、上下交互に配置された少なくとも３本以上のロールからなる矯正ロール群により、幅反りが残存した長手方向先尾端部に対して幅方向に曲げ矯正を行うことを特徴とする金属板先尾端幅反り矯正方法。
【請求項２】
金属板を固定し、前記矯正ロール群を金属板の幅方向に移動させながら曲げ矯正を行うことを特徴とする請求項１に記載の金属板先尾端幅反り矯正方法。
【請求項３】
前記矯正ロール群を上側２本、下側２本で構成し、各ロールの垂直位置を個別に調整可能な構造とするとともに、長手方向先尾端部に残存した幅反りの凸側となるロール１本と逆側ロール２本の３ロールを用いて曲げ矯正を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の金属板先尾端幅反り矯正方法。
【請求項４】
幅反りを有する金属板の矯正を行う際、金属板の長手方向先尾端部に残存した幅反りを矯正するための矯正装置であって、上下交互に配置された少なくとも３本以上のロールからなる矯正ロール群により、金属板の長手方向先尾端部に対して幅方向に曲げ矯正を行うことを特徴とする金属板先尾端幅反り矯正装置。
【請求項５】
金属板を固定するための拘束装置を有するとともに、前記矯正ロール群が金属板の幅方向に移動可能になっていることを特徴とする請求項４に記載の板先尾端幅反り矯正装置。
【請求項６】
前記矯正ロール群が上側２本、下側２本で構成され、各ロールの垂直位置が個別に調整可能な構造であるとともに、長手方向先尾端部に残存した幅反りの凸側となるロール１本と逆側ロール２本の３ロールを用いて曲げ矯正を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の金属板先尾端幅反り矯正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚鋼板（特に、高強度厚鋼板）のように、高い残留応力が内部に残存しやすく、かつローラーレベラーによる矯正時における先尾端矯正が困難な金属板に対する好適な矯正方法及び矯正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
比較的板厚の大きい厚鋼板のような金属板は、一般にローラーレベラーを用いて形状矯正される。ローラーレベラーは、複数本のロールを上下交互に配置し、入側ロールから出側ロールにかけて漸減的に圧下を小さくすることにより形状を平坦化する装置である。レベラー入側ロールの圧下量は被矯正材（金属板）の板厚、狙い塑性変形率、降伏応力により決定される。
【０００３】
このような一般的なローラーレベラーで金属板の矯正を行う場合、長手方向端部（先尾端部）については、被矯正材の強度や板厚に関わり無く、不可避的に非塑性域が生じる。これは、被矯正材先尾端部は被矯正材が非拘束となり、曲げモーメントが発生しないことに起因する。
【０００４】
このような先尾端部の矯正不足を補う技術として、例えば特許文献１に記載されたような矯正方法がある。この矯正方法は、ローラーレベラーをピンチロール方式として、本来曲げがかからない先尾端部に曲げが作用する構造とすることにより、被矯正材全長において十分な矯正効果を持たせようとするものである。
【特許文献１】特開平８−２４９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の矯正方法を用いる場合、ピンチロールを配置するという構造上、同一ロールピッチに対してロール径が小さいものとする必要がある。比較的板厚の厚い金属板に同様の曲げを加える場合、各ロールにかかる矯正反力はロールピッチに依存する。したがって、厚鋼板のように短ピッチ拘束による矯正を行う場合は、一般に矯正反力が大きく、小径ロールでは十分な剛性が確保できない。よって、厚鋼板等の矯正については、特許文献１に記載の矯正方法を適用することができない。
【０００６】
そのため、厚鋼板等の矯正については、一般的なローラーレベラー矯正が用いられるが、前述した理由により、先尾端部の矯正が不十分となる。この現象は、耳波や中伸びのような長手方向伸び差に起因した歪については、さほど問題とならない。何故なら、先尾端部については被矯正材が非拘束となり長手方向残留応力が解放されるため、伸び差が座屈歪として顕在化しないからである。一方、幅方向の歪、例えば幅反りについては、図７に示すように、被矯正材１の先尾端部に残存した幅反りがそのまま残存して矯正不良（先尾端部残存幅反り）２となる。厚鋼板においてこのような先尾端部残存幅反り２が生じた場合、現状では低能率かつ高コストのプレス矯正に頼らざるを得ないため、大量に先尾端部残存幅反り２が発生した場合、プレス処理能力ネックによる生産量制約や生産コスト増が懸念される。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、厚鋼板（特に、高強度厚鋼板）のように、高い残留応力が内部に残存しやすく、かつローラーレベラーによる矯正時における先尾端矯正（先尾端幅反り矯正）が困難な金属板に対して好適な金属板先尾端幅反り矯正方法及び矯正装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は下記の特徴を有する。
【０００９】
［１］幅反りを有する金属板の矯正を行う際、金属板の長手方向先尾端部に残存した幅反りを矯正するために、上下交互に配置された少なくとも３本以上のロールからなる矯正ロール群により、幅反りが残存した長手方向先尾端部に対して幅方向に曲げ矯正を行うことを特徴とする金属板先尾端幅反り矯正方法。
【００１０】
［２］金属板を固定し、前記矯正ロール群を金属板の幅方向に移動させながら曲げ矯正を行うことを特徴とする前記［１］に記載の金属板先尾端幅反り矯正方法。
【００１１】
［３］前記矯正ロール群を上側２本、下側２本で構成し、各ロールの垂直位置を個別に調整可能な構造とするとともに、長手方向先尾端部に残存した幅反りの凸側となるロール１本と逆側ロール２本の３ロールを用いて曲げ矯正を行うことを特徴とする前記［１］または［２］に記載の金属板先尾端幅反り矯正方法。
【００１２】
［４］幅反りを有する金属板の矯正を行う際、金属板の長手方向先尾端部に残存した幅反りを矯正するための矯正装置であって、上下交互に配置された少なくとも３本以上のロールからなる矯正ロール群により、金属板の長手方向先尾端部に対して幅方向に曲げ矯正を行うことを特徴とする金属板先尾端幅反り矯正装置。
【００１３】
［５］金属板を固定するための拘束装置を有するとともに、前記矯正ロール群が金属板の幅方向に移動可能になっていることを特徴とする前記［４］に記載の板先尾端幅反り矯正装置。
【００１４】
［６］前記矯正ロール群が上側２本、下側２本で構成され、各ロールの垂直位置が個別に調整可能な構造であるとともに、長手方向先尾端部に残存した幅反りの凸側となるロール１本と逆側ロール２本の３ロールを用いて曲げ矯正を行うことを特徴とする前記［４］または［５］に記載の金属板先尾端幅反り矯正装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、厚鋼板の矯正のように、一般的なローラーレベラーを用いた矯正が困難な金属板先尾端部の幅反りを、現状のプレス矯正よりも遥かに効率的に矯正することができるため、生産性向上に大いに貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、前述のように被矯正材（例えば、厚鋼板）の長手方向先尾端部に幅反りが残存した場合に、その先尾端部に対して、長手方向ではなく幅方向に繰り返し曲げ（曲げ矯正）を加えることにより、その先尾端幅反りを矯正するものである。
【００１８】
この第１の実施形態の概念図を図１に示す。図１に示すように、この実施形態においては、各ロールの胴長方向が被矯正材１の長手方向と平行になるようにして上下交互に配置された複数本のロールからなる矯正ロール群３によって、先尾端から所定の長さの領域に対して曲げ矯正を行うようにしている。ちなみに、矯正ロール群３のロール本数は、一般のローラーレベラーと同様にロール群による送り曲げ（繰り返し曲げ）を行うため、少なくとも３本以上のロールが必要である。
【００１９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、前記の第１の実施形態において、さらに、被矯正材１を固定し、矯正ロール群３を幅方向に移動させながら曲げ矯正を行うようにしたものである。
【００２０】
すなわち、一般のローラーレベラーは、位置を固定した矯正ロール群の中に被矯正材を順次通過させながら矯正を行うが、本発明のように被矯正材を幅方向に矯正することを考えた場合、厚鋼板のように長手方向に大きく延伸した被矯正材を幅方向に移動させて矯正ロール群の中を通過させることは操業的に困難であるため、逆に、被矯正材１を固定して、矯正ロール群３の方を幅方向へ移動させるようにしている。
【００２１】
この第２の実施形態の概念図を図２に示す。図２に示すように、この実施形態においては、矯正ロール群３と非接触となる位置に、被矯正材１を固定するための拘束装置４が配置されているとともに、矯正ロール群３が一体として幅方向に移動可能になっている。
【００２２】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、前記の第２の実施形態において、さらに、矯正ロール群３を上側２本、下側２本に限定して、上下それぞれについて３ロール矯正とするものである。
【００２３】
すなわち、例えば上記の第２の実施形態のように、矯正ロール群３を幅方向に移動するようにする場合、その移動に要する力を小さくすることが構造的に望ましい。そこで、ロールピッチを比較的大きくした３ロールのみの矯正とすることにより、矯正反力を抑え、矯正ロール群３の幅方向移動を容易にすることができる。一般に、幅反りは全幅にわたっての大きい曲がりとなっており、一般のローラーレベラーのように短ピッチで拘束する必要が無いため、幅反りに関しては３ロールのみの矯正でも十分に効果を発揮できるものと考えられる。ただし、例えば厚鋼板の板厚は５ｍｍ〜２５０ｍｍ程度と様々であり、また先尾端幅反りの形状（方向）についても、圧延及び冷却時のバランス次第で上に凸となる場合と下に凸となる場合の両方のケースが考えられる。
【００２４】
したがって、この実施形態においては、図３に概念図を示すように、様々な板厚寸法や幅下反り方向に応じて柔軟に３ロール矯正を行えるように、上下に２本ずつロールを配置し、それらのロール（矯正ロール群３）を、矯正機フレーム５内で幅方向に移動可能とするとともに、ロール毎に個別に垂直位置を調整可能としている。そして、先尾端幅反りの凸側となるロール１本と逆側ロール２本の３ロールを用いて被矯正材１に曲げを加えつつ、矯正機フレーム５内で矯正ロール群３を幅方向に移動させながら順次矯正を行う。
【実施例１】
【００２５】
本発明の実施例を述べる。
【００２６】
まず、図４に示すように、２５ｍｍ厚×４ｍ幅×１０ｍ長の鋼板（被矯正材）の長手方向端部１ｍ長さ領域のみに幅方向応力が残存しているケースについて、３次元ＦＥＭ（有限要素法）による計算を行って、被矯正材の矯正前形状を求めた。なお、被矯正材の材質としては、高強度厚鋼板を想定して、降伏応力を７０ｋｇｆ／ｍｍ２、ヤング率を２１０００ｋｇｆ／ｍｍ２とした。被矯正材の残留応力は、図４に示すように、表裏面で±４ｋｇｆ／ｍｍ２とし、板厚内で線形な応力分布として与えた。
【００２７】
次に、同じ残留応力を有する板に対して、図５に示すような、本発明に基づく長手方向端部の３ロール矯正を行った場合について、３次元ＦＥＭによる計算を行って、被矯正材の矯正後形状を求め、上記の矯正前形状に対する変化を調べた。なお、機械特性としては、被矯正材を弾完全塑性体とし、ロールは全て剛体とした。長手方向端部の３ロール矯正については、被矯正材の拘束を先端から２ｍ位置での全幅拘束とし、３ロールのロールピッチを２５０ｍｍ、ロール径をφ３００ｍｍ、ロールと接触する被矯正材の長手方向端部長さを１ｍ、板厚に対する下ロール押し込み量を６ｍｍとして計算した。
【００２８】
計算結果を図６に示す。図６は、３ロール矯正を行った長手方向端部の全幅プロフィールを、矯正前形状と矯正後形状で比較したものである。この結果、矯正前に反り高さが１１ｍｍ程度あった幅反りが、矯正後には５ｍｍ程度まで軽減している。
【００２９】
これによって、本発明による幅反り矯正の効果が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概念図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す概念図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す概念図である。
【図４】本発明の実施例における矯正前形状のＦＥＭ計算の計算条件を示す図である。
【図５】本発明の実施例における矯正後形状のＦＥＭ計算の計算条件を示す図である。
【図６】本発明の実施例におけるＦＥＭ計算の計算結果を示す図である。
【図７】一般のローラーレベラーにおける矯正後、被矯正材の長手方向先尾端部に残存する幅反りを示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  被矯正材（厚鋼板）
２  先尾端残存幅反り
３  矯正ロール群
４  拘束装置
５  矯正機フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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