熱延鋼板の円筒加工方法

【課題】熱延鋼板の特性を利用してロール成形を行うことで、形状精度に優れた円筒体を得るための円筒加工方法を提供する。
【解決手段】普通鋼よりなる切板を用いて圧延方向が筒の周方向となり、圧延方向と直交する巾方向が筒の軸方向となるようにロール成形加工する。圧延方向と直交する巾方向が筒の周方向となるようにロール成形した比較例に比べ、形状精度が向上し、真円との偏差が少なくなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状精度に優れた熱延鋼板の円筒加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばプロパンガスボンベのような鋼板製容器は、切板に加工された鋼板を図１に示すようにロール成形加工によって筒状に加工し、図２に示す突き合せ端部を自動溶接によって接合したのち、筒の上下に鏡板を溶接することで製造されている。突き合せた端部の自動溶接による溶接性はロール成形後、筒状に加工された筒の端部形状に大きく左右され、端部形状が不均一であると、溶接の抜け落ち等の溶接不良の要因となる。
【０００３】
ロール成形後の筒の端部形状を良好に保つには、鋼板の材質均一性が必要とされる。
鋼板の材質が不均一となる要因としては、圧延方向（以降Ｌ方向）と直交する鋼板の幅方向（以降Ｃ方向）において、外気との接触面積が大きい両端部の方が、中心部より過冷却となることが挙げられる。
【０００４】
鋼板の材質均一性を達成する方法として、下記特許文献１の熱延鋼帯の圧延方法では、粗圧延機と仕上圧延機の間に粗バーをその幅方向全体にわたって加熱するためのソレノイド型誘導加熱装置と、当該加熱装置の後段に粗バーの両サイドのエッジ部を加熱するためのエッジヒータを設け、これら加熱装置で粗バーの幅方向の温度を均一にして材質の均一化を図っている。
【特許文献１】特開平９−３１４２１６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される方法によっても加熱量を決定するための温度計の誤差や冷却水の不均一化などの要因によって材質の完全な均一化を図ることは困難である。
本発明は、上記のような方法によることなく熱延鋼板の特性を利用してロール成形を行うことで材質が均一化し、形状精度に優れた円筒体を得るための円筒加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、熱延鋼板を一定長さに切断して圧延方向が筒の周方向となり、
圧延方向と直交する鋼板の幅方向が筒の軸方向となるように円筒にロール成形加工する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
（１）以下の表１に示す成分の鋼種よりなり、両サイドのエッジ部をエッジヒータで加熱した図３に示す切板において、Ｌ方向とＣ方向におけるビッカース硬度分布を測定した。Ｌ方向の結果を図４の○、Ｃ方向の結果を図４の×で示す。
【０００８】
【表１】

【０００９】
図４に示されるように、○で示す切板１のＬ方向の硬度分布は、×で示すＣ方向の硬度分布より硬度が均一化しているため、Ｌ方向が筒の周方向となるようにロール成形することで形状精度に優れた円筒加工が行えるようになる。
【００１０】
（２）熱延鋼板の同一部位からサンプリングしたＬ方向及びＣ方向の５号試験片（JIS Z 2201 ｎ数：１４９）について、それぞれ降状応力（以下、ＹＳという）を測定した。図５はその結果を示すもので、図示するようにＹＳはＬ方向の方がＣ方向より低くなっている。この原因としては、鋼材の降状は結晶粒径内の滑り現象によって生ずることから、結晶方位面における滑り易い方向がＬ方向と一致するためと考えられる。以上のように、ロール成形による加工をＬ方向が筒の周方向となるようにすることで材質の低降状化が図れ、スプリングバックが小さくなって形状凍結性が向上し、形状精度に優れた円筒加工が行える。
【実施例】
【００１１】
Ｌ方向が筒の周方向となり、Ｃ方向が筒の軸方向となるように周方向長さが1148mm、軸方向長さが965mmに加工した板厚2.5mmの高圧ガス容器用鋼板SG365（JIS G 3116）の切板をロール成形加工し、円筒を製作した。次に得られたこの円筒について、突き合せ端部の一端から他端（円周上の継ぎ目の一端から他端）まで３０°ごとに、当該切板を真円にした場合の半径（切板周方向の長さ／２π）と、実際に加工された円筒との半径の差（以降、真円との偏差）を測定した。その結果を図６に示す。なお図において、突き合せ端部一端の角度０°での偏差と、他端の角度３６０°での偏差が異なるのは、継ぎ目は溶接していないため、スプリングバックにより隙間が生じ、突き合せ端部間に段差が生じていることを意味する。
【００１２】
比較例
次に、Ｃ方向が筒の周方向となり、Ｌ方向が筒の軸方向となるように周方向長さが1148mm、軸方向長さが965mmに加工した板厚2.5mmの高圧ガス容器用鋼板SG365（JIS G 3116）の切板を実施例と同様にしてロール成形加工し、円筒を製作した。そして真円との偏差を実施例と同様にして求めた。その結果を図６に示す。
【００１３】
実施例で得られた円筒は、Ｌ方向の硬度分布が均一化しており、かつ降伏応力が小さくロールに沿わせて加工する加工性がよいため突き合せ端部間にほとんど隙間が生じず、図６に示されるように、実施例の円筒は比較例に比べ真円との偏差が小さい。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は、表１に示される鋼種を用いた円筒加工方法に限定して適用されるものではなく、他の普通鋼やステンレス鋼など他の鋼種を用いた円筒加工方法についても適用可能である。また、円筒もプロパンガスボンベがその１例として挙げられるが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ロール成形加工の概略を示す図。
【図２】ロール成形後の加工品を示す図。
【図３】切板のビッカース硬度分布測定要領を示す図。
【図４】図３に示す切板のビッカース硬度を示す図。
【図５】熱延鋼板からサンプリングした５号試験片の降状応力を示す図。
【図６】ロール成形加工した円筒体の真円との偏差を示す図。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱延鋼板を一定長さに切断して圧延方向が筒の周方向となり、圧延方向と直交する鋼板の幅方向が筒の軸方向となるように円筒にロール成形加工することを特徴とする熱延鋼板の円筒加工方法。

【図１】