CN1311065A - 热轧钢板的生产装置和方法及所用的厚度锻压装置和方法 - Google Patents

Abstract

热轧钢板的生产装置及生产方法,是对连铸后的板坯进行粗加工和精轧加工,冷却之后进行卷取,其中粗加工是将连铸后的板坯减薄加工成薄板坯,精轧加工是对该薄板坯进行轧制、将其轧制成规定厚度的热轧钢带。粗加工中的至少一部分使用一对具有入口侧的倾斜部6b和出口侧的平行部6a的金属模6。另外,在用金属模在厚度方向上对材料进行厚度锻压之前,要在宽度方向上对材料的前端部及后端部中的至少一端进行压下使其预成形。

Description

热轧钢板的生产装置和方法及 所用的厚度锻压装置和方法

本发明涉及对连铸板坯之类的长尺材料在厚度方向上进行锻压的热轧钢板的生产装置和方法及其所用的厚度锻压装置和方法。

1．热轧钢板等薄板的热轧，一般用粗轧机7将板坯20轧成中间厚度(将这种状态的轧材称为薄板坯)，然后，用精轧机3轧成最终产品的厚度。这里，板坯20的尺寸以加热板坯20的加热炉13的尺寸作为上限。结果，1炉转炉钢水一般被分成十几根板坯20。在本发明中，根据需要，将板坯称为热板坯或简单地称为材料。

从粗轧机7轧出的薄板坯20A与普通的板子轧制一样，前后端部产生被称为舌头和鱼尾的形状不良部分，虽然程度上有差异，但必定产生。顺便说明一下，所谓“舌头”系指端部的板宽中央部呈舌头状突出的形状不良部分，所谓“鱼尾”系指端部的板宽两端部呈鱼的尾巴状突出的形状不良部分。舌头和鱼尾中的任一种的宽度都比正常部分的狭，故容易变形。

如果留着这些形状不良部分，则在用下道工序的精轧机3进一步进行变形，便成为产生轧制故障的原因，故在薄板坯20A阶段要切掉形状不良部分。该切掉的部分(以下称为“切头”)越长，产品成材率越降低。

精轧机3一般是由数个机架构成的连轧机，在对厚度变薄的钢带施加张力的状态下进行轧制。但是，从精轧后的热轧钢板的先端部起的100m左右的部分，在前端部到达卷取机5a、5b之前期间，在没有张力作用的状态下进行轧制。另外，在这期间，前端部由于与输送辊的撞击和风压造成的上浮等，使移动不稳定，故一般不得不降低轧制速度进行轧制，直至接近正常状态(到达卷取机后)的一半。

关于后端部，离开精轧机3和最终机架后，张力为零，故形状不良。这样的非正常部分由于输送过程中温度降低和伴随着形状不良造成的冷却不均匀等，一般其材质和形状却比正常部分差。这些材质和形状的不良、或伴随着形状不良造成的蛇行等引起的轧制故障使设备作业率降低，因此，成为成材率降低的重要原因。

关于提高精轧的成材率，已开发了将数块薄板坯连接起来进行精轧的方法。例如，特开平4-89109号公报提出了下述方法：依次将后续的薄板坯前端部接合在先行的薄板坯后端部上，对数块薄板坯连续地进行精轧的方法。

该现有技术中，由于对接合起来的前后端部也可进行与正常状态一样的轧制，故使上述的前后端部(非正常部)的成材率提高。另外，对前端部也能够以与正常状态(到达卷取机后)相同的轧制速度进行轧制，故轧制效率提高。由于将数块薄板坯连接起来轧制，故与间歇式轧制的情况相比，轧制效率提高。

与此不同，还提出了这样的方法，即数块板坯接合、或连铸板坯直接轧制等生产长尺薄板坯的方法。关于将数块板坯接合起来的方法，特开昭57-106403号公报提出了这样的方法，即依次将后续的板坯前端部与先行的板坯后端部接合起来，将这些接合起来的数块板坯用行星式轧机机组连续地轧成薄板坯的方法。

特开昭59-92103号公报提出了下述方法，即将相当于1炉转炉钢水量的板坯用大压下轧机轧成薄板坯，直接卷成卷材，然后将薄板坯的卷材开卷并进行精轧的方法。同样，特开昭59-85305号公报提出了下述方法，即将用特殊连铸机(称为旋转浇铸)高速铸造的板坯，通过轧制而轧成薄板坯，卷在卷取开卷机上之后再进行精轧的方法。

根据这些现有方法，仅在长尺薄板坯的前后端部切断头部即可，不需对每块板坯分别进行切头，故使成材率相应提高。并且，采用这些方法，在精轧时也可获得与将上述的数块薄板坯连接起来进行精轧的方法一样的效果。

但是，这些现有技术存在以下问题。

首先，特开平4-89109号公报所述的方法中，为了将数块薄板坯接合起来，必须切断薄板坯前后端部的形状不良部分。因此，因产生切头而导致成材率降低的问题依然没有解决。并且，薄板坯的接合部与其它部分相比，强度低，有可能在精轧过程中接合部破断，而不得不停止作业线生产。另外，薄板坯的接合实际上是用焊接方法进行的，故接合部的组织粗大，也可能成为材质不良或产生表面裂纹的原因。

特开昭57-106403号公报所述的数块板坯接合起来的方法中，由于进行接合的板坯厚度较厚，故难以在短时间内完全地进行接合。即使可在短时间内接合，当以大压下量轧制时，在接合部除了静水压成分以外，还作用有拉伸应力，会使接合面剥离。因此，必须减小压下率，使粗轧效率降低。

特开昭59-92103号公报、特开昭59-85305号公报所述的连铸板坯直接轧制方法中，由于铸造速度的限制，存在着使轧制效率降低的问题。铸造能力(单位时间的重量)虽然可根据后者的公报使铸造速度为10 mpm，但实际上从操作方面和质量方面考虑，没有看到这种高速铸造成功的报导例子。

连铸板坯直接轧制方法中，如这些现有技术那样，由于铸造速度的限制，粗轧机的初始阶段的轧制速度再快也控制在数m/min左右。若将此速度设定为轧机的轧辊转速，为1 rpm(1 min^-1)左右，成为极低速轧制。结果，由于轧机的轧辊与1200℃左右的高温材料长时间(数秒钟)接触，故存在产生轧辊表面裂纹和变形或粘辊的问题。因此，小规模的情况姑且不记，像生产热轧钢板那样大规模且以高温材料作为对象的设备，是难以实现的。

将薄板坯卷成卷材的方法应用于一般热轧薄板厂的情况下，这些薄板坯的卷材估计相当于数个产品板卷，成为近100 t的巨大的卷材。结果，不可避免地使卷取装置等卷取设备巨大化，从设备成本、工厂的占地等观点考虑也是问题。

2．在热轧钢带生产线(热带轧机)和连铸直送轧制钢带生产线上，在加热炉或连铸机与粗轧机之间设置在厚度方向上对板坯进行锻压的厚度锻压装置，利用该厚度锻压装置对热板坯进行厚度锻压，直至达到目标厚度尺寸为止，接着进行粗轧、精轧。这种厚度锻压装置和方法，例如在特开昭61-238401号公报和特开平2-274305号公报中已经揭示。

特开昭61-238401号公报的厚度锻压中，由于将板坯进行侧向轧制后再进行厚度锻压，故具有侧向轧制后的板坯在厚度锻压时不易产生宽度回升的优点。但是，进行这种厚度锻压时，对材料的前后端如何进行侧向压下来作特别规定。使用这样的厚度锻压装置，如果在对板坯简单地从前端部到后端部进行侧向轧制之后，再从厚度方向进行锻压，则如图1(b)所示，板坯前端部和后端部变形成喇叭状，故必须在后道工序将它们切掉，使成材率降低。另外，前者的厚度锻压中，即使在厚度锻压前进行了侧向轧制，若厚度锻压时的压下率高，则不论是否进行侧向轧制，厚度锻压后正常部都产生宽度变化。并且，该厚度锻压不论是否进行侧向轧制，前端角部的长度方向断面产生如图1(c)所示的重叠(2片重叠)或凸肚。

特开平2-274305号公报的厚度锻压虽然对板坯进行侧向压下锻压后进行厚度锻压，但侧向锻压、厚度锻压的压下速度要比轧制的压下速度低得多，故板坯的温降大，不实用。

另外，现有的热板坯厚度锻压方法如图2(a)～图2(d)所示，用金属模6在厚度方向上进行锻压时，以一定的送进量f送进板坯20，再用金属模6对后续部分进行厚度锻压，然后以一定的送进量f送进板坯，反复进行这样的动作。金属模6的锻压加工面是由平行部6a和倾斜部6b构成的，一般是1段倾斜。大多使用倾斜角θ为10°～15°(倾斜角θ一般为12°)的金属模6。用具有这样的金属模6的锻压装置对板坯20进行厚度锻压时，如图2(b)所示，在锻压过程中板坯20产生向长度方向的前方和后方延伸出来的前滑和后滑。产生了这样的前滑和后滑的板坯如图1(b)所示，在非正常部分产生喇叭形的宽幅，在正常部分因断续加工而造成波浪形的宽度分布。

现有的厚度锻压方法中有这样的倾向，即若倾斜角θ小，则展宽量大，负荷也大。这种情况下的宽度分布dW(=W′-W)小。使倾斜角增大，可抑制展宽、抑制负荷增加，但产生宽度分布增大的问题，和根据锻压条件，锻压时材料产生滑动的问题。

另外，还有这样的装置，即使用具有数个金属模的串列式厚度锻压机，通过分成数个阶段对厚度进行减薄，来进行分散变形的装置，但装置复杂且造价高。

还有，现在对板坯厚度进行减薄时，使板坯从水平式轧机的轧辊之间通过，用轧辊进行压下。但是，用轧辊压下一次的减薄量小，故设置数台水平轧机，或采用在一台水平轧机上往复移动的可逆式轧制方法。但，采用这种方法，设备规模大，设置面积大，而且轧制过程中板坯的温降也大，因此，开发了用锻压装置将厚度一下子减薄的厚度压下锻压装置。但是，一下子进行较大的减薄时，所压下的体积会向板坯的宽度方向展宽，还必须进行宽度方向成形。

特开昭61-235002公报揭示了这样的装置，即在厚度压下锻压装置的下游设置主辊、进行宽度成形的装置。图3是表示该装置的基本构成的图，设有厚度压下锻压机21和轧边机22，其中厚度压下锻压机用液压缸21b对金属模21a进行压下，该金属模是夹着板坯20上下配置的；该轧边机配置在厚度压下锻压机21的下游侧，将带凸环轧辊22a垂直配置在板坯20的宽度两端，在宽度方向上压下带凸环轧辊22a。在该轧边机22的下游侧设置普通的轧机23。按照这样的设备构成，用厚度压下锻压机对板坯20进行压下、减薄，然后用轧边机22修正宽度方向的展宽。通过轧边机22在宽度方向上进行压下，宽度端部的厚度产生***的狗骨形，故用配置在轧边机22下游侧的轧机23对该狗骨形进行修正。

设有厚度压下锻压装置的热轧设备中，由于锻压装置的压下量比轧机的压下量大，故板坯等被成形材料随着厚度压下而向金属模的四方流动。特别是宽度端部引人注目，与轧制相比，形成较大的波浪形形状。在这种状态下如果用设在下游侧的轧机机组进行轧制，则该波浪形状进一步增宽，故现在如上述公报所述，在厚度压下锻压装置的下游配置由主辊构成的轧边机，对宽度端部的波浪形形状进行了修正。但是，当厚度压下锻压装置的压下量大时，宽度端部产生的波浪形形状也大，即使提高轧边机的能力，功能上超过极限而成为不能进行充分修正的状态。

3．热轧钢板通常是由热板坯通过轧制等方法进行生产的。近年来，开发了这样的技术，即对于热板坯，使用在材料入口侧方向上具有倾斜部的金属模，对热板坯进行锻压的技术。作为一例，有如厚度锻压机那样从厚度方向进行锻压的技术。

图4表示热板坯锻压所使用的一般金属模的一部分的侧视图。金属模由夹着热板坯、分别上下配置的一对金属模构成，为了简便起见，图4只表示了一侧的金属模。

金属模6的侧面为主加工面，该主加工面由以下部分构成：与材料送进方向平行的平行部6a；在入口侧相对于材料的前进方向倾斜的倾斜部6b；平行部6a与倾斜部6b之间的过渡区域6c。这里，上述倾斜部6b相对于上述平行部6a的倾斜角度θ一般为10度～15度。

下面，参照图5(a)、图5(b)、图5(c)对于用这样的金属模锻压热板坯的方法进行说明。该方法是使金属模与材料长度方向(前进方向)相垂直的方向、即材料的厚度方向的间隙周期性地变化而对材料进行锻压的方法。

首先，如图5(a)所示，将金属模6配置在与热板坯20的前进方向相垂直的方向上之后，将热板坯20送入金属模6一侧(第n次锻压前)。然后，如图5(b)所示，用金属模6对热板坯20进行锻压(第n次锻压中)。接着，如图5(c)所示，使金属模6离开热板坯20之后，将热板坯20送进规定量[第(n+1)次锻压前]。图5(b)中，H表示锻压前的热板坯20的厚度，h表示锻压后的热板坯20的厚度。

另外，除了图5所示的方法以外，还有这样的方法，即如快速型(flying type)那样使材料在锻压过程中也连续地在长度方向上移动，为了减小与材料的相对速度，也有使金属模在长度方向上移动的。

但是，上述的锻压方法中，往往在锻压时产生滑动，带来操作上的问题。即，如图6(A)所示那样从锻压前的状态起进行锻压时，如图6(B)所示，产生热板坯20不被压下而后退的现象。产生滑动时，由于热板坯20没有按规定的送进量进行加工，故不得不增加锻压次数，使操作效率降低。另外，由于热板坯20表面上残留滑动的痕迹，故也成为使产品表面质量降低的原因。

实开平5-5201号公报揭示了这种锻压用金属模，即在与板坯侧面接触的金属模表面上加工有槽或突起、孔等，使摩擦系数增加，抑制滑动。但是，采用这种设计时，存在下述问题：金属模的加工费用大，当槽被磨损时，金属模不能使用，金属模的更换频度高。并且，由于金属表面的槽或突起复制在材料表面上，故特别是从厚度方向进行锻压时，存在的问题是易成为产生缺陷的原因。

特开平9-122706号公报揭示了精整压力机的滑动检测方法，该精整压力机是根据锻压负荷和输送辊的送进量检测滑动，在产生滑动时修正材料的送进量，以达到规定的送进量。但是，在采用这种发明的情况下，在厚度方向上进行锻压时，存在不可避免地对材料表面有一些损伤的问题。

现有的厚度锻压方法如图5(a)、图5(b)、图5(c)所示，在送进热板坯20的同时，使金属模6与材料长度方向(前进方向)垂直的方向(即材料的厚度方向)的间隙周期性地变化，从热板坯20的厚度锻压至成品的厚度。也有如快速型那样的方法，即热板坯20在锻压中在长度方向上连续地移动，为了减小与热板坯20的相对速度，也有金属模6在长度方向上移动的。用金属模6对热板坯20进行锻压时，如图5(b)所示，热板坯20分别向长度方向上游端一侧(金属模入口侧)和下游端一侧(金属模出口侧)延伸出来。将两瑞部的材料之延伸量分别称为后滑量RW和前滑量FW。

在现有的方法中，关于精整压力机，为了降低负荷和使变形均匀，将润滑剂供给从倾斜部6b至平行部6a的整个金属模，使金属模6与热板坯20之间的摩擦系数降低而使负荷降低。

但是，现有的方法中，金属模6与热板坯20之间产生滑动，不能有效地对材料进行锻压。另外，若降低摩擦系数，还会产生前滑量减小，锻压次数增加而使生产效率降低的问题。

采用上述方法，也可进行材料整个宽度上的厚度变形为0.5以上的大压下量的厚度锻压，但厚度锻压时过大的负荷作用在压延机上。例如，对于将软钢板坯从厚度为250 mm(或256 mm)锻压至厚度为100 mm的情况，发明者进行了试算，根据试算结果，单位宽度(1 mm)的负荷(宽度负荷)约为5吨的过大负荷作用在压延机上。将该值换算成宽度为1 m的热压延板坯时，产生约5000吨的负荷，非常大的负荷作用于锻压压延机上。在这种过大负荷作用下使用时，锻压压延机的故障频度升高，其使用寿命缩短。

1．本发明是为了解决上述各种课题而研制成的。即，本发明的第1个目的在于提供一种不进行薄板坯和板坯的接合、利用可生产长尺薄板坯的厚度锻压装置的热轧钢板的生产方法和生产装置。

为了达到上述第1个目的，本发明的技术方案1的利用厚度锻压装置的热轧钢板的生产装置是按以下顺序配置的：将用连铸设备等铸造的热板坯减薄加工成薄板坯的粗加工设备；对用该粗加工设备得到的薄板坯进行轧制、轧成规定厚度的热轧钢带的精轧机组；对该热轧钢带进行卷取的卷取机，该热轧钢板生产装置的特征在于：上述粗加工设备具有锻压加工机构，该粗加工设备作为减薄加工机构的至少一部分，具有使用一对具备入口侧的倾斜部和出口侧的平坦部的金属模，该热轧钢板生产装置还具有侧压机构，该侧压机构设在上述减薄锻压加工机构的上游。

本发明的技术方案2的利用厚度锻压装置的热轧钢板的生产方法是对连铸后的厚度为H的板坯进行粗加工和精轧加工，冷却以后进行卷取的方法，其中粗加工的作用是将连铸板坯减薄加工成薄板坯，精轧加工的作用是对薄板坯进行轧制，轧成规定厚度的热轧钢带，该热轧钢板生产方法的特征在于：上述粗加工的至少一部分包含厚度锻压加工，该厚度锻压加工使用一对具有入口侧的倾斜部和出口侧的平坦部的金属模，厚度方向压下率r为30％以上，在该厚度锻压加工之前对材料进行侧压，其压下量大于用下式决定的侧压量。

侧压压下量=fn(r,H)

本发明对连铸板坯进行厚度方向的锻压，取代粗轧前段的轧制。从铸造缺陷等内部缺陷发生率考虑，这种情况下的厚度方向压下率r设定为0.3以下。

另外，用图4所示的、具有入口侧的倾斜部6b和出口侧的平行部6a的上下一对金属模6进行厚度锻压加工，在金属模6的入口侧设倾斜部6b是为了不使材料表面因金属模6的端部而产生台阶。与金属模入口侧的倾斜部6b接触的材料的压下率r，从平行部6a的0.3以上连续地变化到非接触部的零(r=0)，因此，可以防止因产生台阶而导致表面裂纹等损伤。

但是，材料通过厚度锻压加工而减薄时，在材料的厚度方向上分布有压下变形。作为平面变形状态的宽度中央部，其压下变形的分布大，而在宽度方向上也产生变形的、平面变形状态下的板端部，其压下变形的分布小。因此，若以压下变形分布的最大值评价内部质量的改善效果，板端部的内部质量改善效果小。

因此，在厚度锻压加工之前进行侧向压下，使板端部形成称为狗骨形的厚度***，并且在使板端部的厚度增加以后进行厚度锻压加工，这样，使板端部的压下变形增加，可以获得与板中央部同等的内部质量改善效果。

本发明的技术方案3的利用厚度锻压装置的热轧钢板的生产方法，其特征在于，用一对在入口侧具有倾斜部、在出口侧具有平行部的金属模，对连铸板坯在厚度方向上以30％以上的压下率进行厚度锻压加工时，板坯前端部与上述金属模平行部的长度方向上的接触长度L设定在板坯的入口侧厚度的0.2～0.4倍范围内，对该厚度锻压加工后的板坯连续地进行粗轧，接着进行精轧而成为热轧钢板。

本发明中，对连铸板坯进行厚度方向的锻压，代替粗轧前段的轧制。从铸造缺陷等内部缺陷的发生率考虑，将该厚度锻压的压下率设定为30％以上。因此，通过使压下率为30％以上，可以将内部缺陷发生率控制在0.01％以下。

但是，厚度锻压加工时也与轧辊轧制加工一样，在材料的端部、特别是在前端部，厚度中央部比表面、底面更向前方突出(产生凸肚28)，或者陷入进去而使端部的外面重合(产生重叠27)。这样变形的部分必须在粗轧后的薄板坯阶段作为切头而切断、去掉。特别是如图16(a)所示，热板坯20的前端部产生重叠27时，成为出现二片板的原因，故必须将它完全去掉。

本发明者对热板坯前端部的变形进行了潜心研究，发现前端部的变形行为根据厚度锻压加工条件不同而变化。首先，整体性的倾向表明，在金属模倾斜部6b与板坯前端部接触的情况下，图16(a)所示的重叠27的发生率高，在金属模平行部6a与板坯前端部接触的情况下，如图16(c)所示，往往产生重叠27和凸肚28两种现象。

另外，本发明者进行潜心研究的结果表明，不管重叠27的大小(板坯长度方向的长度)、还是凸肚28的大小，都可以用图15所示的、与金属模平行部6a接触的板坯前端部的长度L(以下称之为“接触长度L”)进行整理。也就是说，如图17所示，在接触长度L较短的区域易产生重叠27，随着接触长度L的增加，其产生频度和大小减小。与此相反，凸肚28随着接触长度L的增加，其产生频度和大小增加。因此，适当地设定接触长度L，可以将重叠27和凸肚28的产生频度控制在较低水平。并且，可以将这些非正常变形部分的大小(在轧制线方向上的长度)控制得较小。

本发明者进行潜心研究的结果表明，板坯前端部的变形除了取决于接触长度L以外，在很大程度上还取决于热板坯20的厚度H。本发明者根据这些见解，完成了可以用接触长度L和厚度H推定板坯前端部的变形(重叠27和凸肚28)的大小的本发明方法。

其结果如图17所示。图17中，横座标表示接触长度与厚度之比L/H，纵座标表示重叠长度L1和凸肚长度L2，该图是表示接触长度L和厚度H对重叠长度L1和凸肚长度L2的影响的调查结果的特性线图。图中，白三角形表示产生重叠27，白四方形表示产生凸肚28。图中的曲线E表示用最小二乘法归纳凸肚28的多发区域的特性线，曲线F表示用最小二乘法归纳重叠27的多发区域的特性线。

如图17清楚地所示，若接触长度L与厚度H的比率L/H减小，则重叠27的尺寸L1加长，反之，若比率L/H增大，则凸肚28的尺寸L2加长。在中间区域，产生重叠27或凸肚28，这可能是由于材料的温度分布波动的原因。

根据图17，求出在该中间区域重叠27和凸肚28两者发生频度降低的范围，比率L/H为0.2以上、0.4以下的范围。根据这一点，在本发明的生产方法中，控制板坯前端部的厚度锻压加工，使比率L/H在0.2～0.4范围内。

比率L/H为零的情况，即板坯20的前端部与金属模平行部6a不接触、而与倾斜部6b接触的情况下，重叠27的发生频度高。在实际操作时，当板坯前端部与金属模的倾斜部接触时，也与轧辊轧制加工时的咬入不良一样，热板坯20产生滑动，不能顺利地进行锻压作业，故不希望出现这种情况。因此，从操作性能考虑，如本发明方法那样将L/H设定在0.2～0.4范围内，这可以得到理想的结果。

在本发明中，由于用锻压条件可控制板坯前端部的变形，故从粗轧开始可得到良好的形状。一般，轧制后板坯前端部的形状因板坯温度分布的不同而有很大变化，在板坯的角部处于过热状态的情况下，产生重叠27，与此相反，在板坯的表面温度降低的情况下，产生凸肚是不可避免的。于是，在本发明中，在板坯20的角部处于过热状态的情况下，将接触长度L设定得长一些，以抑制重叠27的发生，并可将重叠尺寸L1控制得小些，另外，在板坯20的表面温度降低了的情况下，将接触长度L设定得短一些，以抑制凸肚28的发生，并可将该凸肚尺寸L2控制得小些。

本发明的技术方案4的利用厚度锻压装置的热轧钢板生产方法，其特征在于，用一对具有入口侧的倾斜部和出口侧的平坦部的金属模对连铸出来的板坯在厚度方向上以0.5以上的压下率进行锻压加工，使这时的锻压加工条件在都满足下述不等式的范围内，下述不等式用上述金属模的倾斜部与材料在长度方向上的接触长度L、送进量f、加工前的板坯宽度W、用金属模的平行部加工的体积V、出口侧厚度h及压下变形ε表示，对锻压加工后的板坯连续地进行粗轧，接着进行精轧而成为热轧钢板。

εL/W＜A        (1)

Vε/(Wfh)＜B    (2)

式中，A、B是常数。

该发明对连铸出来的板坯在厚度方向上进行锻压，代替粗轧前段的轧制。这种情况下的压下率，从铸造缺陷等内部缺陷的发生率考虑而设为0.5以上。如后面所述，为了得到高的质量，内部缺陷的发生率最好设为0.001％。在本发明中，通过将压下率设为0.5以上，可将内部缺陷的发生率控制在0.001％以下。

另外，用一对具有入口侧的倾斜部和出口侧的平坦部的金属模进行锻压加工，在金属模的入口侧设倾斜部是为了不会因金属模的端部而在材料上产生台阶。与金属模入口侧的倾斜部接触的部分的压下率，从平坦部的0.5以上连续地变化到非接触部的零，因此，可以防止因产生台阶而导致表面裂纹等损伤。

然而，由于通过锻压加工会使材料的宽度增加，故希望尽量控制其增加量。对影响宽度增加量的主要原因进行了锐意研究，结果查明了材料与金属模的倾斜部相接触的部分的纵横比、即长度方向的接触长度L与宽度W(加工前的值)之比L/W的影响大。由后面所述可知，宽度的增加量基本可以用该比L/W和压下变形ε的乘积进行整理。结果，为将宽度的增加量控制在规定值内，将该值εL/W设为一定值A以下即可。将此用公式表示的话，如上述(1)式所示。

当沿着长度方向看宽度时，发现根据与金属模接触的位置的不同，宽度有一些变动。调查研究了影响该宽度变动的主要因素，发现与金属模平坦部的加工状况有关。由结果可知，宽度的变动与仅由平坦部产生的压下变形和整体的压下变形成正比。

仅由平坦部产生的加工变形，可以用通过平坦部加工的部分的加工量与加工后的厚度h之比进行估算。该加工量用通过平坦部加工的部分的体积V与其面积之比作为平均值来表示。由于通过平坦部加工的部分的面积为宽度W和送进量f的乘积，故通过平坦部加工的部分的加工量表示为V/(Wf)。

这样，仅由平坦部产生的加工变形为V/(Wf)/h、或V/(Wfh)。由后面所述可知，宽度的变动量大体上可以用该比值V/(Wfh)和压下变形ε的乘积Vε/(Wfh)进行整理。结果，为将宽度的变动量控制在规定值内，将该值Vε/(Wfh)设为一定值B以下即可。将此用公式表示，如上述(3)式所示。

2．本发明的第2个目的是提供这样的厚度锻压装置和方法，即(1)可有效地防止前后端部产生喇叭形，可防止正常部宽度分布，可有效地防止材料前端角部的重叠(2片重叠)，(2)即使以高压下量对材料进行锻压时，也可将宽度分布控制在最小限度内，可抑制锻压时的负荷增大，(3)即使进行厚度压下较大的锻压，也可修正板坯宽度方向的宽度。

对图1(a)所示的板坯20进行厚度锻压时，由于一段一段地压下而断续地进行加工，故如图1(b)所示，板坯前后端部20a分别变形成喇叭形。并且，板坯前端部的长度方向断面的宽度中央部如图1(c)所示，根据锻压条件不同而产生凸肚或重叠(2片重叠)。通过调整锻压条件，可以在一定程度上防止这些变形的产生，但前后端的角部不管是什么样的锻压条件，如图1(c)右侧的图所示，也成为重叠状态，必须在后工序切断、去掉。

于是，本发明者对非正常部的变形发生机理进行了锐意研究，结果完成了下述的本发明。

即，为了达到第二个目的，本发明的技术方案5的厚度锻压方法，对于大致呈矩形的材料，用具有至少由入口侧的倾斜部和与其连接的平行部构成的主加工面的金属模在厚度方向上对上述大致呈矩形的材料进行厚度锻压之前，首先在宽度方向上对上述大致呈矩形的材料进行压下而调整宽度，该厚度锻压方法的特征是，对上述大致呈矩形的材料的前端部和后端部之中的至少一方进行预成形。

根据本发明的技术方案6，在这种情况下，用下式对通过厚度锻压、材料前端部和后端部之中的至少一方产生的非一定宽度变化量ΔW和非一定长度ΔL进行预测，根据该预测，对大致呈矩形材料的前端部进行预成形即可。

ΔWH=f1(W,ε,Ldt),ΔWT=f2(W,ε,Ldt)

ΔLH=g1(W,h,Ldt),ΔLT=g2(W,H,Ldt)

式中的符号分别表示如下：ΔWH：通过厚度锻压，矩形材料前进方向的前端部上产生的预测非一定宽度变化量；ΔWT：通过厚度锻压，在矩形材料前进方向的后端部上产生的预测非一定宽度变化量；ΔLH：通过厚度锻压，在矩形材料前进方向的前端部上产生的预测非一定长度；ΔLT：通过厚度锻压，在矩形材料前进方向的后端部上产生的预测非一定长度；H：在锻压入口侧的大致呈矩形的材料的厚度；h：在锻压出口侧的大致呈矩形的材料的厚度；ε[=log(H/h)]：厚度变形；Ldt：材料与锻压金属模的长度方向接触长度；W：大致呈矩形的材料的宽度。

根据技术方案7，也可以进行这样的预成形，即预先在大致呈矩形材料的正常部进行宽度分布的预成形。

根据技术方案8，也可以进行这样的预成形，即用下式对通过厚度锻压而产生的正常部宽度分布量dW及其间距dL进行预测，根据该预测，在大致呈矩形材料正常部进行宽度分布。公式为：dW=F(V,W,h,f,ε),dL=G(H,h,f)，式中，H：锻压入口侧的大致呈矩形材料的厚度；h：锻压出口侧的大致呈矩形材料的厚度；ε[=log(H/h)]：厚度变形；W：大致呈矩形材料的宽度；f：厚度锻压时的大致呈矩形材料的送进量；V：金属模平行部的压下体积。

根据技术方案9，也可以对上述大致呈矩形材料的前端部和后端部分别进行预成形，并且还可进行这样的预成形，即预先在大致呈矩形材料的正常部分进行宽度分布的预成形。

根据技术方案10，也可以用下式对通过厚度锻压、在大致呈矩形材料的前端部和后端部之中的至少一方产生的非一定宽度变化量ΔW和非一定长度ΔL、及正常部的宽度分布dW及其间距dL进行预测，根据该预测，分别对大致呈矩形材料的前端部和后端部进行预成形，并且还可进行这样的预成形，即在大致呈矩形材料正常部进行宽度分布的预成形。

ΔWH=f1(W,ε,Ldt),ΔWT=f2(W,ε,Ldt)

ΔLH=g1(W,h,Ldt),ΔLT=g2(W,H,Ldt)

dW=F(V,W,h,f,ε)

dL=G(H,h,f)

式中，ΔWH：通过厚度锻压，在矩形材料前进方向的前端部产生的预测非一定宽度变化量；ΔWT：通过厚度锻压，在矩形材料前进方向的后端部产生的预测非一定宽度变化量；ΔLH：通过厚度锻压，在矩形材料前进方向的前端部产生的预测非一定长度；H：在锻压入口侧的大致呈矩形材料的厚度；h：在锻压出口侧的大致呈矩形材料的厚度；ε[=log(H/h)]：厚度变形；W：大致呈矩形材料的宽度；f：厚度锻压时的大致呈矩形材料的送进量；V：金属模平行部的压下体积；Ldt：大致呈矩形材料与锻压金属模在长度方向上的接触长度；H：材料入口侧厚度；h：材料出口侧厚度。

根据技术方案11、技术方案12，可以用在加工中可变更开度的立辊轧机进行上述的宽度调整，在这种情况下，最好使用带孔型的轧辊。

根据技术方案13，可以用可与厚度锻压装置串列配置的侧向锻压装置来进行上述的宽度调整，在这种情况下，可以连续地对厚度和宽度进行成形。

本发明技术方案14的厚度锻压装置的特征在于，该装置包括下述部分：具有主加工面的金属模，该主加工面相对于大致呈矩形的材料，至少由入口侧的倾斜部和与其连接的平行部构成；将大致呈矩形材料向该金属模送进的机构；在大致呈矩形材料的厚度方向上使上述金属模压下驱动的厚度锻压装置；在加工中可变更开度的立辊轧机，该立辊轧机设在比厚度锻压装置更靠轧制线的上游侧。

本发明技术方案15的厚度锻压装置的特征在于，该装置包括以下部分：具有主加工面的金属模，该主加工面对于大致呈矩形的材料，至少由入口侧的倾斜部和与其连接的平行部构成；将大致呈矩形材料向该金属模送进的机构；在大致呈矩形材料的厚度方向上使上述金属模压下驱动的厚度锻压装置；侧向锻压装置，该装置设在比厚度锻压装置更靠轧制线上游侧，配置在可与该厚度锻压装置串列的位置上。

本发明的技术方案16的厚度锻压方法，是将大致呈矩形的热板坯边在长度方向上逐渐送进、边对其厚度进行锻压、减薄，该方法的特征是包括主加工工序和辅助加工工序，其中主加工工序是通过具有主加工面的金属模，将热板坯从锻压前的厚度H减薄至锻压后的厚度h，该主加工面至少由入口侧倾斜部和平行部构成；辅助加工工序是在上述主加工工序之前，对用具有上述主加工面的金属模的、位于倾斜部与平行部的交界处的过渡部要进行锻压的部位及其附近部位，在厚度方向上进行减薄锻压。

根据技术方案17，在上述辅助加工工序中，材料的送进量为f，锻压时的材料后滑量为BW的情况下，最好在离要用过渡部锻压的部位一段距离的上游侧部位，在厚度方向上进行锻压，这一段距离由下式决定。

(0.9～1.1)×f+(f-BW)×n

式中，n是正整数。

根据技术方案18，在上述辅助加工工序中，当材料的送进量为f的情况下，减薄锻压的部位是位于离过渡部(0.9～1.1)×f距离的上游侧的部位，最好辅助加工和主加工交替地进行。

根据技术方案19，在辅助加工的压下量与主加工的压下量之比为r的情况下，最好将上述辅助加工的压下量设为(H-h)×r(r≥0.025)以上。

根据技术方案20，在辅助加工的压下量与主加工的压下量之比为r的情况下，最好从主加工的压下量大于(H-h)×(1-r)时刻起开始进行上述辅助加工。根据技术方案21，上述主加工和辅助加工用同一金属模、同时进行。这样，可以减少金属模数量。

为了达到上述第2个目的，技术方案22的发明中，通过厚度压下锻压装置对板坯进行厚度压下，厚度压下锻压装置打开后，通过侧向压下锻压装置进行侧压。

通过厚度压下锻压装置对板坯进行减薄，然后通过侧向压下锻压装置对板坯的宽度方向进行压下。由于侧向压下锻压装置可以增大压下能力，故即使宽度方向的波形的展宽变形大，也可以进行修正。在不通过厚度压下锻压装置进行压下时，使侧向压下锻压装置动作，这样，可以将两个锻压装置的动力源的容量设为容量较大的厚度压下锻压装置的容量。

技术方案23的发明包括下述装置：对板坯进行厚度压下的厚度压下锻压装置；设在该厚度压下锻压装置的下游侧、对板坯的宽度进行压下的侧向压下锻压装置；打开厚度压下锻压装置时使侧向压下锻压装置动作的控制装置。

首先，用厚度压下锻压装置对板坯进行压下、减薄。通过该厚度压下，板坯体积向四方流动，在宽度方向上产生波浪形的展宽变形。用厚度压下锻压装置对其进行压下，以使其成为直线状且成为规定的宽度。控制装置使厚度压下锻压装置和侧向压下锻压装置交替地动作，使两个锻压装置不同时动作，以减小两个锻压装置的动力源的容量。

技术方案24的发明中，在上述侧向压下锻压装置的下游侧设置宽度检测器，用于对板坯宽度进行检测，上述宽度控制装置调整侧向压下锻压装置的开度，以使宽度检测器的检测值为规定值。

控制装置对表示侧向压下锻压装置的金属模之间的间距的开度进行设定，对侧向压下锻压装置进行控制，根据侧向压下后的板坯宽度的检测值不断地修正该设定值，并进行控制，以达到规定板坯宽度。板坯的宽度比压下后的金属模的间距要胀大一点。该胀大量根据板坯的温度和材质、板坯厚度锻压之前的板坯宽度以及厚度压下量等的不同而变化，因此，根据这些条件和板坯宽度检测值来预测能达到规定的板坯宽度的开度，并向侧向压下锻压装置下指令。进行该预测时，采用具有学习演算功能的控制装置，该学习演算功能是学习迄今为止的预测与检测值的关系而进行预测。

3．本发明的第3个目的在于提供这样一种厚度锻压方法，这种方法是：(1)将热板坯与金属模的开始接触面作为倾斜部与平行部之间的过渡区域及平行部的一部分进行锻压，这样，不需进行特别的金属模加工，可避免锻压时产生滑动，(2)在厚度锻压等的、使用具有由入口侧倾斜部和大致平行部构成的主加工面的金属模的热板坯锻压时，可确保所希望的前滑量FW，同时可降低金属模与材料之间的滑动发生频度，并且可以降低作用在锻压压延机上的负荷。

为达到上述第3个目的，技术方案25的本发明是用具有主加工面的金属模对上述热板坯进行锻压的方法，该主加工面由相对于热板坯前进方向而向入口侧方向倾斜的倾斜部和与该倾斜部连接、与上述前进方向平行的平行部构成，该热板坯生产方法的特征在于，金属模与上述热板坯开始接触的面是上述倾斜部与平行部之间的过渡区域和上述平行部的一部分。

技术方案26的本发明中，最好在上述金属模的主加工面中的至少与热板坯相接触的接触面上涂敷润滑剂。

这是根据从金属模的平行部开始接触的情况下，为了既可使摩擦系数降低又不产生滑动，通过使用润滑剂来降低负荷是非常有效的。这里，润滑剂例如是石墨和二硫化钼、将石墨等固体润滑剂与矿物油(润滑脂)混合而成的润滑剂、单纯的矿物油等，只要是具有使摩擦系数降低的作用的热润滑剂，不管哪一种都可以。涂敷润滑剂的部位如上所述，涂在金属模的主加工面中的至少与热板坯接触的面上即可，也可以在金属模的长度方向和(或)宽度方向的一部分上、或全部涂上。另外，由于金属模表面会复制在材料上，成为产生缺陷的原因，故最好不要采用对金属模表面上加工槽等使摩擦系数变化的方法。

作为润滑剂的涂敷方法，例如金属模的倾斜部上的涂敷是这样进行的，即对材料进行锻压后加大金属模的间距，为进行下一次的锻压而使材料移动(送进)规定量时，用喷嘴从材料入口侧方向向金属模的倾斜部喷射润滑剂。对金属模平行部的涂敷则是从材料出口侧方向同样地进行涂敷。同样，通过从金属模宽度方向的端部喷射润滑剂，便可将润滑剂涂敷在金属模的倾斜部、平行部两方上。

在本发明中，由于经过锻压的材料向入口、出口侧方向延伸，故金属模平行部的长度最好大于锻压时的送进量。本发明在从热板坯前端起、经过正常部直至后端的锻压过程中，特别是用于正常部时，可防止滑动，是有效的。

本发明的技术方案27的厚度锻压方法，其特征在于，用至少具有由入口侧倾斜部和平行部构成的主加工面的金属模对热板坯进行锻压时，润滑剂只供给金属模的平行部，使热板坯与金属模之间的摩擦系数降低。

对热板坯20进行厚度锻压时，若前滑量FW大，则锻压次数减少，更加有效。该前滑量FW在很大程度上取决于金属模6与热板坯20之间的摩擦系数。在本发明中，由于润滑剂只供给金属模平行部6a，故在倾斜部6b上产生必要的摩擦力，热板坯20不产生滑动，使前滑量FW增大。

本发明的其它目的及有利的特征，从参照附图的以下说明中可以明白。

图1(a)是表示锻压前的热板坯的俯视图，图1(b)是表示锻压后的热板坯概要的俯视图，图1(c)是放大表示锻压后的热板坯端部的俯视图。

图2(a)、图2(b)、图2(c)、图2(d)是为说明现有的厚度锻压方法而表示板坯和金属模的图。

图3是表示现有的板坯成形装置构成的图。

图4是热板坯锻压所使用的普通金属模形状的俯视图。

图5是按工序顺序表示现有技术的锻压方法之图，图5(a)是表示第n次锻压前状态的金属模和板坯的模式图，图5(b)是表示第n次锻压中状态的金属模和板坯的模式图，图5(c)是表示第(n+1)次锻压前状态的金属模和板坯的模式图。

图6是现有锻压方法产生滑动的说明图。

图7(a)是表示第n次锻压后的板坯之断面图，图7(b)是表示第n+1次锻压后的板坯的断面图。

图8是2段倾斜的金属模的俯视图。

图9是本发明实施例1的用厚度锻压装置的热轧钢板生产装置概要的图。

图10是表示锻压压下率r(％)与内部缺陷发生率(％)的关系的特性线图。

图11是表示厚度锻压加工时产生的材料的压下变形[=1n(H/h)]与厚度方向最大塑性变形的关系的特性线图。

图12是分别表示通过侧向轧制使宽度方向端部的厚度增大而导致厚度锻压时压下变形增加的增加量结果的特性图。

图13是表示本发明效果的图。

图14是表示本发明实施例2的使用厚度锻压装置的热轧钢板的生产方法所用设备的概要之图。

图15是为了对金属模与材料(板坯)接触的接触长度L进行定义的模式图。

图16(a)是表示通过锻压加工、板坯端部产生重叠现象的模式图，图16(b)是表示通过锻压加工、板坯端部产生凸肚现象的模式图，图16(c)是表示通过锻压加工、板坯端部同时产生重叠和凸肚现象的模式图。

图17是表示与金属模的平行部接触的板坯前端部的长度与前端部形状之关系的特性线图。

图18是表示本发明实施例3的、材料与金属模接触的部分的尺寸的定义之图。

图19是表示锻压前后的宽度变化的符号的定义之图。

图20是表示锻压加工条件与板宽增加量的关系之图。

图21是表示锻压加工条件与板宽变动量的关系之图。

图22是表示厚度锻压生产线的实施例4的概略构成图。

图23是表示厚度锻压生产线的实施例5的概略构成图。

图24是表示非正常部的展宽量分布的特性线图。

图25是表示非正常部的变形长度分布的特性线图。

图26(a)是预成形前的板坯前端部的俯视图，图26(b)是预成形后的板坯前端部的俯视图，图26(c)是厚度锻压后的有预成形的板坯前端部的俯视图，图26(d)是厚度锻压后的无预成形的板坯前端部的俯视图。

图27是表示侧压轧辊和热板坯的轴测图。

图28是表示用轧辊进行侧压下后的板坯端面的断面图。

图29是表示其它的侧压轧辊和热板坯的轴测图。

图30是表示用其它的轧辊进行侧压下后的板坯端面的断面图。

图31是从板宽方向看金属模表示的图。

图32是从板宽方向看其它金属模表示的图。

图33是从轧制线方向看金属模表示的图。

图34是表示压下率与正常部分宽度分布量的关系的特性线图。

图35(a)是宽度成形前的板坯的俯视图，图35(b)是宽度成形后的板坯的俯视图，图35(c)是厚度锻压后的、具有宽度成形的板坯的俯视图，图35(d)是厚度锻压后的、无宽度成形的板坯的俯视图。

图36是表示对锻压后的热板坯的宽度分布量测定的结果的特性线图。

图37是为了对厚度锻压用的金属模与材料的接触长度进行定义的放大模式图。

图38是说明本发明的作用效果用的特性线图。

图39是说明本发明的作用效果用的特性线图。

图40是说明本发明的作用效果用的特性线图。

图41是说明本发明的作用效果用的特性线图。

图42是说明本发明的作用效果用的图。

图43(a)是表示第n次主加工中的板坯和金属模的图，图43(b)是表示第n次主加工完毕时的板坯和金属模的图，图43(c)是表示第n次辅助加工中的板坯和金属模的图，图43(d)是表示第n次辅助加工完毕时的板坯和金属模的图，图43(e)是表示第n+1次主加工前的板坯和金属模的图。

图44是表示辅助加工用的金属模的断面图。

图45是说明本发明的作用效果用的特性线图。

图46是对同时进行主加工和辅助加工的金属模(其它实施例)的断面夸张地表示的模式图。

图47是对角度变更部进行倒角或R加工后的主加工用的金属模的断面夸张地表示的模式图。

图48是表示比较例的金属模(A型：二段斜度型)的断面图。

图49是表示比较例的金属模(B型：二段斜度型)的断面图。

图50是表示比较例的金属模(C型：三段斜度型)的断面图。

图51是说明本发明的作用效果用的特性线图。

图52是说明本发明的作用效果用的特性线图。

图53是说明本发明的作用效果用的特性线图。

图54是说明本发明的作用效果用的图。

图55是本发明的实施例8的构成图。

图56是表示实施例8的控制装置之动作的顺序图。

图57是金属模的倾斜部与材料开始接触时的说明图。

图58是本发明的锻压方法的说明图。

图59是表示金属模的倾斜角与送进量和压下量的关系的特性图。

图60是为了说明本发明实施例的厚度锻压方法，示意性地表示被轧制材、金属模、润滑剂供给喷嘴的关系的概略构成图。

图61(a)是比较并表示只对金属模的倾斜部供给润滑剂的场合(比较例的方法)和无润滑的场合下锻压时的表面压力分布的特性线图，图61(b)是比较并表示只对金属模的平行部供给润滑剂的场合(本发明方法)和无润滑的场合下锻压时的表面压力分布的特性线图，图61(c)是比较并表示对金属模的整个面供给润滑剂的场合(现有方法)和无润滑的场合下锻压时的表面压力分布的特性线图，图61(d)是示意性表示金属模的断面之图。

以下，参照附图，对本发明的理想实施例进行说明。

(实施例1)

图9是本发明实施例1的、用厚度锻压装置的热轧钢板的生产装置之示意图。用连铸机1连铸的板坯20由加热装置13加热到目标温度区域，用侧压装置9进行侧向压下轧制，在粗加工设备2内进行厚度锻压加工，再用粗轧机7进行粗轧，成为薄板坯20A。长尺的薄板坯20A通过保温装置11和加热装置12调整温度后，导入精轧机3，精轧到目标厚度，成为钢带。钢带经过剪切机4、最终用卷取机5a、5b卷取。

侧压装置9是由从宽度方向对板坯20进行轧制的左右一对轧边辊、或从宽度方向对板坯20进行锻压的左右一对精整锻压机构成。

粗加工设备2包括具有一对上下金属模6的厚度锻压装置、保温装置10及粗轧机7。长尺的连铸板坯20用金属模6在厚度方向上进行锻压，用保温装置10按规定温度进行保温，同时用粗轧机7进行粗轧。另外，板厚方向的锻压加工是边接规定的送进量f间断地送进热板坯20、边反复进行的。

图10的横座标为锻压压下率(厚度锻压装置压下率r)(％)，纵座标为内部缺陷发生率(％)，该图是表示在各种条件下调查两者的关系的结果的特性线图。材料采用厚度为100 mm和200 mm的连铸板坯。对于厚度为100 mm的板坯，采用将轧制压下率分别改变为10％、20％的产品和铸造状态的产品。内部缺陷发生率通过通常的金属组织检查(低倍腐蚀法)来进行。在图中，曲线A表示连铸状态的厚度为100 mm板坯的结果，曲线B表示连铸状态的厚度为200 mm板坯的结果，曲线C表示以压下率10％轧制的厚度为100 mm板坯的结果，曲线D表示以压下率20％轧制的厚度为100 mm板坯的结果。由图中清楚地表明，其中的任一种材料，当压下率为30％以上时，内部缺陷发生率都低于允许值即0.01％。

图11的横座标为厚度锻压加工时产生的材料的压下变形[=1n(H/h)]，纵座标为厚度方向最大塑性变形，该图是表示对长尺材料的宽度中央部和宽度方向端部调查两者的关系的结果之特性线图。由图中清楚地表明，厚度方向锻压加工的压下率r为30％时，在厚度中央部是相当于压下率30％的压下变形(约0.357)，厚度方向最大变形为0.68左右，而为使宽度方向端部达到同等的厚度方向最大变形，必须使宽度方向端部的压下变形增大0.1左右。

图12的横座标表示对厚度为H的板坯进行侧向压下轧制时的侧向压下量dW与板坯厚度H之比dW/H值，纵座标表示宽度方向端部的变形增加量，该图是分别表示进行侧向轧制时宽度方向端部的厚度增加，厚度锻压加工时的压下变形增加的量之特性图。图中，白圆圈表示板坯厚度H为250 mm的结果，白三角形表示板坯厚度H为300 mm的结果，白四方形表示板坯厚度H为200 mm的结果。由图中可清楚地看出，压下变形增加量与侧向压下量基本上成正比。根据这两者的关系，为使宽度方向端部的压下变形增加0.1，必须使侧向压下量为板坯厚度H的1/4以上。两者的这种正比关系，在精整锻压装置上也同样如此。

另外，如果压下变形为0.45(相当于压下率36％)，则即使不增加侧压变形，通过厚度锻压加工，也可以进行可充分改善内部质量的厚度压下变形。

因此，对于厚度方向锻压压下率r(r＞0.3)，若用简单的公式表示所需的侧向压下量，则例如如下式(3)所示。

侧向压下量=max[(H/4)×(0.36-r)/0.06,0]……(3)

从侧压装置9到厚度锻压装置的金属模为止的距离比板坯的长度长，在不同时进行侧压和厚度锻压的情况下，从材料的温降和生产率两方面考虑，最好采用处理速度快的侧向压下轧制。

另外，在同时进行侧压和厚度锻压的情况下，可以采用侧向压下轧制，也可以采用精整锻压加工。

图13分别表示侧向轧制量(mm)、在板坯宽度中央部的厚度锻压加工压下率(％)、板坯宽度中央部的内部质量缺陷的评价、板坯宽度方向端部的内部质量缺陷的评价，是通过对本发明的各种实施例和比较例进行比较而表示本发明的效果的图。对于厚度H为250 mm的过铸板坯，将侧向轧制量在0～70 mm范围内作各种变化而进行侧向压下后，对压下率在20％～36％范围内作各种变化而进行厚度锻压后的材料的各部位的内部材质缺陷发生率进行了调查。该调查结果的评价在图中用符号○×表示。符号○表示无缺陷，故是合格的，符号×表示有缺陷，故是不合格的。样品编号3、6、7、8(实施例)的宽度中央部和宽度方向端部都合格。样品编号1(比较例)的宽度中央部和宽度方向端部都不合格，样品编号2、4、5(比较例)的宽度方向端部都不合格。

如上所述，根据本发明，连铸后的板坯在进行厚度锻压加工之前，用厚度锻压压下率r和板坯厚度H的函数f(r、H)求出的量以上的侧压量进行侧压，使板端部的压下变形比板中央部大，可以弥补板端部与板中央部因变形状态不同而造成的最大压下变形之差，故可以减少整个宽度方向上内部缺陷的发生率。这样，对减少了内部缺陷发生率的板坯在厚度方向上进行锻压加工，接着，连续地进行轧制而轧成薄板坯，于是，可以不对薄板坯或板坯进行接合而得到长尺的薄板坯。

(实施例2)

图14是表示本发明实施例2的、用厚度锻压装置的热轧钢板的生产方法中所用的设备的概要之图。连铸机1连铸出的板坯20用加热装置13加热到目标温度区域，经过保温装置19后，在粗加工设备2内进行厚度锻压加工，再用粗轧机7进行粗轧而成为薄板坯20A。薄板坯20A用保温装置11和加热装置12调整温度后导入精轧机3，精轧到目标厚度而成为钢带。钢带经过剪切机4后最终用卷取机5a、5b卷取。

粗加工设备2包括具有一对上下金属模6的厚度锻压装置、保温装置10及粗轧机7。长尺的连铸板坯20用金属模6在厚度方向上进行锻压，用保温装置10按规定温度保温，同时用粗轧机7进行粗轧。另外，厚度方向的锻压加工是边按规定的送进量f间断地送进热板坯20、边反复进行的。这里，板坯送进量f根据后述的条件来决定。

上述的图10清楚地表明，任一种材料，当压下率为30％以上时，内部缺陷发生率都低于允许值即0.01％。

下面，参照图15，对材料和金属模相互接触的部分的长度(接触长度L)进行定义。

将厚度为H的板坯20的前端部***一对上下金属模6之间。这时，控制板坯20的送进量f，以使从板坯前端部的角部C起仅与金属模平行部6a接触一段接触长度L。该板坯送进量f的控制是通过未图示的控制装置进行控制的。这样，只有板坯前端部的接触长度L被金属模平行部6a锻压，可以抑制重叠27和凸肚28的产生，并且这些非正常变形部分的长度L1、L2最小。

图16(a)是表示因锻压加工板坯端部上产生的重叠的模式图，图16(b)是表示因锻压加工板坯端部上产生的凸肚的模式图，图16(c)是表示因锻压加工板坯端部上同时产生的重叠和凸肚的模式图。产生重叠27时，如图16(a)所示，板坯前端部的角部C成为最前端部，而产生凸肚28时以及产生重叠27和凸肚28时，如图16(b)、图16(c)所示，板坯前端部向轧制线(pass line)前方扩张，故结果是角部C不成为板坯最前端部。

这里，为了定量地评价板坯前端部的断面形状，对重叠27和凸肚28的尺寸进行定义。在此，在任何情况下，都是以上述板坯前端角部C作为起点进行测定。在产生重叠27的情况下，测定朝向板坯20内侧重叠的部分的长度L1，产生凸肚28的情况下测定朝向板坯外侧突出的部分的长度L2。在产生重叠27和凸肚28的情况下，测定长度L1和L2。

板坯前端的角部C处于过热状态的情况下，易产生重叠27，故将接触长度L设定得长一些，抑制重叠27的产生，并减小重叠尺寸L1。另外，在板坯的表面温度降低了的情况下，易产生凸肚28，故将接触长度L设定得短一些，抑制凸肚28的产生，并减小该凸肚尺寸L2。

根据上述实施例，可大幅度降低切头损失，使产品成材率大大提高。

上述的本发明通过对连铸的板坯在厚度方向上进行锻压加工，接着连续地进行轧制而成为薄板坯，这样，不对薄板坯或板坯进行接合，便可得到长尺的薄板坯。进行锻压加工时，与轧制相比，可增大压下率，故可减少内部缺陷的发生率。

另外，在进行厚度锻压加工时，适当地设定金属模与材料的接触部分的尺寸，便可减少因板坯前端部的变形而产生的形状不良部分，故可在后续的薄板坯阶段提高切头的收得率。

(实施例3)

上述的图14的装置是利用将连铸设备和热轧工序直接连接起来的直送轧制技术，连铸出相当于数个热轧钢带带卷量、且最大相当于1炉转炉钢水量的长度的板坯，可进行直送轧制(但，一部分进行轧制以外的加工)的设备，该装置由以下设备构成、并按下述顺序进行配置，即连铸热板坯用的连铸设备；将该连铸设备连铸的热板坯减薄加工成薄板坯用的粗加工设备；对该粗加工设备得到的薄板坯进行轧制、轧成规定厚度的热轧钢带的精轧机组；对该热轧钢带进行卷取用的卷取机。

图14中，符号1是连铸设备，符号2是粗加工设备，符号3是精轧机组，符号4是飞剪，符号5a、5b是卷取机。这里，上述粗加工设备2的减薄加工机构由前段的一对金属模6和后段的粗轧机7构成。金属模6的入口侧成为倾斜部，出口侧成为平坦部，在对板坯进行锻压加工的中途阶段，加工成倾斜状。另外，在上述连铸设备1内的出口侧附近设有保温装置8，在连铸设备1与粗加工设备2之间设有保温装置19，在粗加工设备2内的一对金属模6与粗轧机7之间设有保温装置10，在粗加工设备2与精轧机组3之间设有保温装置11，并且在上述保温装置11与精轧机组3之间设有可加热薄板坯的板端和(或)整个板的加热装置12。

在这样构成的连铸、热轧钢带生产设备机组中，长尺的链铸板坯20以不切断的状态供给粗加工设备2，用该粗加工设备2的金属模6的平行部和倾斜部6a、6b进行锻压加工，减薄至薄板坯厚度(在厚度方向上进行锻压加工)，然后用粗轧机7连续地进行轧制而轧成薄板坯，接着用精轧机组3轧制成规定的产品板厚而成为热轧钢带25。厚度方向的锻压加工是边按规定的送进量移动材料(连铸板坯20)、边反复地进行的。规定的送进量根据后述的条件决定。接着，上述热轧钢带25先用卷取机5a进行卷取，卷取到规定的卷取长度而作为产品带卷时，用飞剪4切断移动中的钢带25，该切断部后面的钢带25用卷取机5b进行卷取。该卷取机5b也卷取到规定的卷取长度而作为产品带卷时，用飞剪4切断钢带25，与上述一样，将卷取钢带25的卷取机从卷取机5b切换到卷取机5a。

如图10所示，厚度为100 mm和200 mm的连铸板坯中的任一种材料，当压下率为0.3时，内部缺陷发生率基本上为允许范围0.01％。在本发明中，为了确保更高的质量，将内部缺陷发生率设为下降1位的0.001％。

图18是表示材料与金属模接触部分的尺寸定义的图。接触长度L表示板坯与金属模6的倾斜部6b相接触的部分在长度方向上的长度。送进量f是即将进行锻压加工前的移动量。在板坯20的加工成斜面的部分内，该送进量f部分由金属模6的平行部6a进行锻压加工。图中斜线部分表示用平坦部加工过的部分，其体积为V。h表示锻压加工后的厚度。

图19(A)、图19(B)是说明锻压前后的宽度变化的图，图19(A)表示锻压加工前的状态，图19(B)表示锻压后的状态。图19中，W表示锻压前的板坯宽度，W1表示锻压后的板坯谷部之间的宽度，W′表示锻压之后板坯峰部间的宽度，dW表示W′与W1的差。

图20所示为锻压加工条件与板坯宽度增加量的关系。横座标表示长度方向的接触长度L与宽度W之比和压下变形ε之积εL/W，纵座标表示宽度增加量(锻压加工后的宽度W1-W)。图20中的任一点均在斜直线以下的区域内。从图20可知，为使宽度增加量在目标值范围内所必要锻压加工条件。例如，若将板宽增加量的目标值设为100 mm以下，则εL/W小于0.3，若将目标值设为150 mm以内，则εL/W为0.5以下即可。

图21所示为锻压加工条件与宽度变化量的关系。横座标表示只用平坦部加工的加工量V/(Wfh)与总压下变形ε之积Vε/(Wfh)，纵座标表示宽度的变化量dW。图中，任一点都位于斜直线以下的区域内。从图21可知，为使宽度变化量在目标值范围内所必要锻压加工条件。例如，若将宽度变化量的目标值设定为20 mm以下，则Vε/(Wfh)小于0.6即可。

上述发明可通过对连铸板坯在厚度方向进行锻压加工而连续地将连铸板坯轧制成薄板坯，这样，不用进行薄板坯和板坯的接合便可得到长尺的薄板坯。在锻压加工中，加工变形量可以比轧制的大，故可减少内部缺陷的发生率。

在锻压加工中，使用具有入口侧的倾斜部和出口侧的平坦部的一对金属模，根据按特定值的锻压加工条件在厚度方向上进行加工，便可将随着锻压加工而使材料展宽的值控制在规定值以内，该特定值是用金属模与材料之接触部分的尺寸和送进量等表示的。

(实施例4)

本发明用的实施例4的厚度锻压作业线示于图22。

在实施例4的作业线上，立辊轧机34配置在具有金属模6的厚度锻压装置的上游侧。该立辊轧机34是将热板坯20从初期宽度W0压下至W～W′的进行侧压的设备，是在轧制中辊缝可以改变的型式，宽度可变方式虽然是不管什么方式都行，但最好是应答性很高的液压压下方式。与厚度锻压机相比，立辊轧机34进行的侧向压下轧制的加工速度快，故在侧向压下轧制之后再进行厚度锻压，便可提高生产率，而且，还可有效地防止板坯20的温度下降。另外，也可同时进行侧向压下轧制和厚度锻压(串列式)。

(实施例5)

本发明用的实施例5的厚度锻压加工线示于图23。

在实施例5的作业线上，侧向锻压装置35配置在具有金属模6的紧靠厚度锻压机的上游侧。该侧向锻压机35是用于将热板坯20从初期宽度W0压下至W～W′的进行侧压的设备，是在轧制中侧向压下量可以改变的型式，它位于可与厚度锻压机串列的位置上。另外，也可将侧向锻压机和厚度锻压机按此顺序排列配置在同一机架内。这样，同时进行侧向锻压和厚度锻压(串列)，便可提高生产率，而且还可有效地防止板坯的温度下降。

本发明者们用上述厚度锻压加工线，对厚度锻压时板坯端部所产生的变形进行了调查。加工条件在板厚200～270 mm、板宽600～2000mm、锻压压下率为15～80％、金属模倾斜部6b的倾斜角θ为10°～30°的范围内进行了各种变化。

<前后端宽度变化>

其结果，可以判明材料前后端的喇叭形状可用下式(4)～(7)表示。

WH-W=(0.15～0.45)ε×Ldt    ……(4)

LH=(0.12～0.18)×W/h×Ldt   ……(5)

WT-W=(0.15～0.45)ε×Ldt    ……(6)

LT=(0.06～0.3)×W/h×Ldt    ……(7)

式中符号H为材料入口侧厚度(mm)、h为材料出口侧厚度(mm)、ε为压下变形(mm)、Ldt为材料与锻压机金属模在长度方向上的接触长度(mm)、W为材料宽度(mm)。

图24以横座标为总变形量εLdt、以纵座标为非正常部的展宽量WT-W0(或WH-W0)，是表示对非正常部的展宽量(mm)的分布进行调查的结果的特性线图。图中黑圆圈表示材料前端部的展宽量WT-W0(mm)、白四方形符号表示材料后端部的展宽量WH-W0(mm)。从该图可知，非正常部的展宽量WT-W0、WH-W0与材料的总变形量εLdt紧密相关，图中两者出现在2条实线所夹的区域内。

图25以横座标作为展宽指数W·Ldt/H、以纵座标作为非正常部的变形长度LT(或LH)，是表示对非正常部的变形长度(mm)的分布进行了调查的结果之特性线图。图中黑圆圈表示材料前端部的变形长度LT(mm)、白四方形符号表示材料后端部的变形长度LH(mm)。从该图可知非正常部的变形长度LT、LH与展宽量指数W·Ldt/H紧密相关，图中两者出现在2根实线(虚线)所夹的区域内。

根据这些见识，发明者们发现为了对热板坯20的前后端部进行预成形，可用上述(4)～(7)式分别决定预成形量及预成形长度。例如，设前端的宽度预成形量为(WH-We)、预成形长度为LH，设后端的宽度预成形量为(WT-We)、预成形长度为LT即可。但是，We是考虑了前后端和正常部的侧向压下量而决定的任意值，是用We＜W1的关系给于的值。

下面，参照图26(a)～26(d)对前后端的预成形量及预成形长度的决定方法加以说明。

首先，将图26(a)所示的热板坯20预成形成用图中虚线表示材料前端20a两侧部的形状。从前端的预成形部20d向正常部变化的预成形量的变化方法，最好如图26(a)所示，成形为沿着喇叭形状的抛物线状，但是也可将其预成形为直线状。

接着，从厚度方向对经过预成形的板坯[图26(b)]进行锻压。预先经过预成形之后的前端部，虽然锻压之后产生喇叭形，但如图26(c)所示，锻压完毕后便变成大致矩形形状。然而，不经过预成形的前端部如图26(d)所示，变成喇叭形状。

决定上述预成形的顺序对材料的后端也是一样的。

顺便说明一下，若使用具有图27所示的具有平面轧辊38的立辊轧机34，则在对厚度进行锻压时会产生图28所示的端面形状20s的重叠现象。

然而，若使用图29所示的具有孔型39a的轧辊39的立辊轧机34，对厚度锻压时所产生的前端宽度端部的重叠现象预先进行相反的变形，则对厚度锻压后，便可得到图30所示的大致平滑的端面20s。

在使用侧向锻压装置的情况下，用具有图31所示的平行部6a的形状的金属模6、或用具有图32所示的圆弧部6c的形状的金属模6A，对厚度进行锻压，便可将前后端预成形。又如图33所示，将金属模6B的侧面部6d设成凹形，用该金属模6B预先对前后端进行相反的变形，便可有效地防止在厚度锻压时所产生的前端宽度端部的重叠现象。

<正常部宽度分布>

图34以横座标表示压下率(H-h/H)，以纵座标表示正常部宽度分布量(相当于实机)，该图是对厚度锻压之后的正常部宽度分布量进行了调查的特性线图。这里，金属模使用倾斜角为12°的金属模，假设送进量f为250 mm，对厚度250 mm×宽1200 mm的热板坯的锻压压下率与宽度分布量的关系进行了调查。图中黑圆圈是为了调查侧向轧制的影响，表示在进行了50 mm的侧压之后，再从厚度方向进行锻压的情况，白圆圈是表示不进行侧压、只进行厚度锻压的情况。从图可知，锻压之后的正常部宽度分布具有随着锻压压下率的升高而增大的倾向。

如图所示，侧向轧制对宽度分布几乎没有影响，锻压压下率大于30％时，由于宽度分布量超过了允许范围，故至少要进行压下率为30％以上的锻压，这时应控制正常部的宽度变化，需要通过立辊轧制在材料正常部形成宽度分布。

另外，发明者的实验结果可以判明，正常部的宽度分布量dW及其周期dL可表示成下式(8)及(9)。

dW=V/Whf×ε：宽度分布量              ……(8)

dL=B×H/h×f：宽度分布间隔(锻压加工后)……(9)

式中：f为送进量、V为金属模平行部的压下体积、h为锻压机出口侧厚度。

图36以横座标表示V/(WHf)×ε值、以纵座标表示宽度分布量dW(mm)，是表示对两者的关系进行了调查的结果的特性线图。如图所示，发现两者有很强的相关关系。

因此，用立辊轧制或侧向锻压预先形成正常部，故可使锻压之后的正常部材料平面形状良好。例如，形成与厚度锻压所产生的正常部宽度分布相反形状即可。这时所需要的开度变化量，可根据表示正常部宽度分布的上式(8)及(9)等进行预测。

若使用具有孔型轧辊39的立辊轧机34，由于侧向压下效率大，故辊缝变化量减小，具有易整形的优点。另外，在宽度锻压加工的情况下，用具有图32所示的圆弧状的接触面6d的金属模6A，可取得良好结果。

参照图35(a)～(d)对本发明的方法作说明。

首先，对图35(a)所示热板坯20进行成形，将正常部成形为图中虚线所示形状。在进行这种成形时，宽度变化最好形成图35(b)所示的正弦曲线形状，但是，也可将其形成锯齿状。

接着，对成形后的板坯[图35(b)]进行厚度锻压。在预先成形的材料正常部上，经过锻压而产生宽度分布，该宽度分布与预成形后的形状相互抵消，锻压成形后如图35(c)所示，热板坯20成为基本无宽度分布的平滑形状。顺便说明一下，不进行宽度分布预成形的板坯形成图35(d)所示的形状。

用上述立辊轧机34同时对材料前后端进行预成形、以及对正常部进行分布状宽度成形，便可使锻压完毕后的材料形成既无前后端喇叭形、亦无正常部宽度分布形状。

根据上述实施例的方法，通过侧压进行前后端预成形，使厚度锻压完毕后的前后端形状良好、使成材率提高。

通过侧压，在正常部形成宽度分布，使厚度锻压完毕后的正常部的宽度分布减小，故可提高材料宽度精度，进而提高产品质量。

将前后瑞预成形、和正常部宽度分布成形两者一起进行，便可获得提高厚度锻压完毕后的产品成材率、以及提高产品质量的双重效果。

立辊轧机使用带孔型的轧边机，可提高生产率，而且进行前后端预成形还可防止前后端重叠、提高成材率，进行正常部宽度分布成形使侧向压下效率提高，从而可简化立辊轧机的调整工作，使宽度精度进一步提高，从而使产品质量提高。

不用说，在厚度锻压加工之前进行立辊轧制、或侧向锻压，可以扩大用同一板坯能制造的板材宽度范围。

根据本发明，由于热板坯的前后端部的宽度精度提高，故成材率大幅度提高。又因可以防止前后端的重叠现象，故使切掉部分减少，成材率提高。由于正常部的宽度精度提高，故产品质量提高。

(实施例6)

(一段金属模的情况)

本发明者们在压下量一定(但，压下变形为0.5以上)、使用一段金属模的下述条件下进行了模拟试验。

试验条件

模拟材料：硬质铅(初期尺寸：厚H 32 mm×宽W 150 mm×L)

锻压后的厚度h：12.5 mm

送进量f：10～40 mm

金属模倾斜角θ：12°～30°(以12°、20°、30°为主)

在金属模的倾斜角θ大于15°的情况下，在倾斜部6b与热板坯20相接触、送进量为f，在锻压加工开始时会产生滑动现象，为了供参考而将数据记上。后面的研究结果判明，在金属模倾斜部与材料相接触的情况下，倾斜角大于15°时易产生滑动现象。

对模拟试验结果进行研讨的结果判明了下述(a)～(d)项结论。

(a)后滑量BW基本可用锻压后的厚度h、宽度除以总压下体积V′的得数进行整理，

(b)宽度分布基本可用金属模平行部的压下体积V进行整理，

(c)展宽量基本可用金属模倾斜部的接触长度ld和若干送进量影响因素进行整理，

(d)单位宽度上的负荷基本可用金属模与材料的整个接触长度ldt进行整理。

参照图37对上述模拟试验结果作补充说明。图37是为了对厚度锻压用的金属模与材料之间的接触长度进行说明，而对金属模及材料进行模拟表示的放大模式图。长度方向的接触长度ldt，等于几何学倾斜部接触长度ld加上送进量f的长度(ldt=ld+f)。总压下体积V′等于倾斜部的压下体积V1加上平行部的压下体积V的体积(V′=V1+V)。压下变形量ε，用锻压前的厚度H和锻压后的厚度h可以求出[ε=1n(H+h)]。

图38以横座标表示V′/W0·h(mm)，以纵座标表示后滑量BW(mm)，该图是表示对两者的相关关系调查的结果的特性线图。横座标的V′/W0·h是相当于长度L1的量，该长度是将总压下体积V′变形成厚h、宽W0、长L的长方体时的长度。图中白圆圈表示倾斜角为12°时的结果，白四方形表示倾斜角为20°时的结果，白三角形表示倾斜角为30°时的结果。从图可知，后滑量BW与V′/W0·h基本成正比关系，后滑量BW随着V′/W0·h的增加而增加。

图39以横座标表示V/W0，以纵座标表示宽度分布dW，是表示对两者的相关关系调查的结果的特性线图。横座标的V/W0值相当于单位宽度上的平行部压下面积。宽度分布dW相当于最大宽度与最小宽度之差值。图中白圆圈表示倾斜角为12°时的结果，白四方形为倾斜角20°时的结果，白三角形为倾斜角30°时的结果。从图可知，宽度分布dW与V/W0基本成正比关系，宽度分布dW随着V/W0的增加而增加。

图40以横座标表示倾斜部接触长度ld(mm)、以纵座标表示展宽量W1-W0，是表示对两者关系调查的结果的特性线图。图中白圆圈表示送进量f为10 mm时的结果，白四方形表示送进量f为20 mm时的结果，白三角形表示送进量f为30 mm时的结果，白菱形表示送进量f为40 mm时的结果。从图可知，展宽量(W1-W0)与倾斜部接触长度ld基本成正比关系，随着送进量f的增加而增加。

图41以横座标表示几何学接触长度ldt(mm)，以纵座标表示单位宽度上的负荷(t/mm)，是表示对两者关系调查的结果的特性线图。图中白圆圈表示倾斜角为12°时的结果，白四方形表示倾斜角为20°时的结果，白三角形表示倾斜角为30。时的结果。从图中可知，单位宽度上的负荷与几何学接触长度ldt基本成正比关系，单位宽度的重量随着ldt的增加而增加。

将上述图38～图41所得到的见识归纳后，倾斜角θ的影响可表示成图42所示那样。

倾斜角θ大，则倾斜角接触长度ld及几何学接触长度ldt小，故具有减轻负荷和减小展宽量的效果，具有可使装置相应小型化、轻量化的优点。因此，从负荷及展宽方面来看，希望倾斜角θ大。若倾斜部6b的角度大于30°，锻压时材料后滑量BW增大，故倾斜角θ最好在15°～30°范围内。但是，倾斜角θ增大后，平行部6a的压下体积V会增大，故具有宽度分布dW增大的负面效果。例如，一定的送进量30 mm，若将倾斜角θ从12°增大到20°，则负荷减小到2/3，展宽量几乎减小一半。但是，这种情况下的宽度分布dW增加到约3倍。

同样，增加送进量f时，由于展宽量根据倾斜部接触长度ld来决定，故基本不变，负荷因几何学接触长度ldt要相应增加一些，故多少也要增加一些。又因材料的锻压次数减少，因此，可取得使厚度锻压工序高效化的效果。但是，平行部的压下体积V增大，故存在着宽度分布dW增大的问题。例如，倾斜角为12°，送进量f从20 mm增大到40 mm时，展宽量约增加20％，负荷虽然只增加30％左右，但宽度分布dW则增大到5倍，远远超过了允许范围。

为了解决这些问题，本发明者们对因厚度锻压而引起的宽度方向的变形行为进行了详细分析。参照图7对其结果加以说明。

锻压时的变形如图7(a)所示，首先，用金属模倾斜部6b压下的部分展宽量增大而变成倾斜形状之后，向长度方向送进，通过后面的压下而在金属模平行部6a处形成宽度分布dW。而且，还可判明宽度分布dW的最小位置，是用金属模倾斜部6b与平行部6a的交界附近(过渡部6c及其附近)进行锻压的部位[图7(b)中的A部]；宽度分布dW的最大位置是平行部压下的中间部。宽度分布dW成问题的是下述条件，即由于金属模倾斜角θ大、或送进量f大等关系，使送进量f比倾斜部接触长度ld还大的条件。因此，本发明者考虑了在用上述金属模进行主加工期间，特别加以轻压下作为辅助加工。

辅助加工最好是在材料的A部、即如图7(b)所示在第(n+1)次的主加工金属模倾斜部6b与平行部6a的角部附近，在材料的宽度产生缩颈的区域进行，但由于该区域在主加工金属模的下方，故对该区域进行辅助加工实际上是不可能的。因此，本发明者对下述方法进行了各种探讨，该方法是在从利用上述金属模进行主加工到下一个主加工之间，对上述A部及其附近部位进行轻压下。探讨结果获得了这样的见识，即第n次加工完毕之后，在将材料在长度方向上送进之前的期间内，可在(n+1)次预先对将要成为A部的部分进行轻压下。该轻压下量要比用金属模倾斜部及平行部压下时的压下量小得多。在第n次锻压完毕这一时刻来看，B部位于离A部约为送进量f的上游侧位置上，这部分可设置辅助加工用的金属模。

本发明者对应进行轻压下的辅助加工的部位进一步详细探讨的结果，得到了下述(1)、(2)项见解。

(1)若离A部的距离在0.9 f以内，则主加工所产生的变形可使辅助加工的效果消失。

(2)若离A部的距离在1.1f以上，则辅助加工没有效果。

根据上述(1)和(2)项见解可知，能有效地发挥辅助加工作用的区域是位于离开下一次将成为A部的距离仅为(0.9～1.1)f的上游侧部位上。另外，如本实施例那样，在只具有一个倾斜部的1段金属模的情况下，交替地进行辅助加工和主加工。

若根据材料的送进量f及锻压加工时的后滑量BW来决定辅助加工的位置，也可在上游侧进行辅助加工。这时的辅助加工位置由下式(10)决定。式中BW为锻压时的后滑量，n为正整数。

(0.9～1.1)×f+(f-BW)×n    ……(10)

在和上述试验条件相同的条件下，送进量f为30 mm、金属模倾斜角θ为20°时，用图44所示的辅助金属模47，在主加工与下一次的主加工之间进行了以下述部位为中心的辅助加工，该部位在离金属模倾斜部6b与平行部6a交界的过渡部6c的距离为1.0×f的上游侧。

下面，参照图43(a)～图43(e)，对带有辅助加工的厚度锻压方法做说明。

如图43(a)所示，主金属模6在进行第n次主加工时，辅助金属模47待机。第n次主加工完毕，如图43(b)所示将主金属模6退回原位，接着如图43(c)所示，用辅助金属模47对主加工部位的上游侧部位进行轻压下(辅助加工)。这种情况下，辅助加工的范围是位于长度方向上的相当于(0.97～1.03)×f的上游侧的部位。其压下量为0.1 mm(r=0.005)、0.5 mm(r=0.025)、1.0 mm(r=0.050)。符号r是在以主加工的压下量为基准值1时，表示辅助加工的压下量与该基准值之比的指数。通过该辅助加工，在板坯20的上下面的上游侧部位上形成浅凹48。

第n次辅助加工完毕后，如图43(d)所示，将辅助金属模47退回原位，并如图43(e)所示，使板坯20前进一段送进量f距离，使辅助加工所形成的凹48与主金属模6的过渡部6c相对。并且，用主金属模6对包括浅凹48在内的区域进行强压下。

下面，用该辅助/主加工压下量指数r就辅助加工作说明。

图45以横座标表示离先行锻压的过渡部6c及其附近进行过主加工的部位的距离(mm)，以纵座标表示宽度(mm)，该图是表示在辅助/主加工压下量指数r为0～0.05范围内进行了各种变化的情况下，对两者的关系调查的结果之特性线图。设主加工的压下量为20 mm、使辅助加工的压下量在0～1.0 mm范围内进行各种变化，这样来进行调查。其结果如图所示，辅助/主加工压下量指数r为0.005(压下量0.1mm)时没有太大效果，但r为0.025(压下量0.5 mm)及0.05(压下量1.0 mm)时，宽度分布dW都减小，而且展宽量也减小了一些。另外，在r=0.025和r=0.05之间没有明显差别。即使用楔形金属模进行同样的辅助加工，也可取得和图45所示的同样的效果。

这里，辅助加工的开始时间，在辅助加工用的金属模47与主加工用的金属模6不是同一部件的情况下，虽然也取决于使用的金属模的形状及送进量f，但往往会使金属模之间相互接触。因此，在进行主加工时最好不要开始辅助加工。但是，在使用图46所示的金属模6A同时开始进行主加工和辅助加工时，若使主加工和辅助加工同时结束，就不会产生这个问题。即，仅在主加工压下量(H-h)中的(1-r)结束的时刻开始辅助加工，使辅助加工和主加工同时结束即可。

这时所使用的金属模，以一段倾斜部进行主加工的模子采用图46所示的金属模6A。该金属模6A，在倾斜部6b的入口侧具有可离合的辅助加工用的突起47A。即，在用平行部6a及倾斜部6b对热板坯20进行主加工的同时，通过突起47A进行辅助加工。但是，这时的材料送进量f要比金属模倾斜部接触长度ld大，而且送进量f要基本不变，这是必要的条件。

另外，也可使用图47所示的金属模6B。金属模6B在倾斜部6b的入口侧设有辅助加工用的面6g。即，在用平行部6a及倾斜部6b对热板坯20进行主加工的同时，用辅助加工面6g进行轻压下。但是，这时的送进量f要比倾斜部主加工面6b的大一些，而且送进量f要基本不变，这是必要条件。

在图47所示的金属模6B上，在角度变化部分形成适当的例角或形成经过R加工的面6g。从金属模加工的容易性的观点出发，最好具有倒角R。而且，金属模6A的辅助加工部分与主加工部分的交界部分之倒角R最好大一些。

通过该辅助加工，可进一步扩大宽度分布的最小展宽部分，故具有减小宽度分布的效果。又因难以对图7(b)所示A部附近的材料进行压下，故对A部附近的(n+1)次的倾斜部压下所产生的展宽具有约束力，可取得减小展宽量的效果。

(实施例7)

(多段金属模的情况)

下面，参照图48～图54对各种多段金属模加以说明。

在一段倾斜的金属模上，特别是在压下量大时，难以使抑制展宽、减小负荷及抑制宽度分布两方的制约条件都成立，故需要具有多段倾斜部的金属模。因此，本发明者关于使具有多段倾斜部的金属模同上述一段金属模一样具有辅助加工功能的问题进行了探讨。

其结果，特别是在把成为主加工面的倾斜部设成2段(从平行部一侧开始的倾斜部1、2)的情况下，紧接着形成辅助加工面(倾斜部3)的形状，倾斜角度θ1、θ2(θ1＜θ2)一般是为了缩短接触长度，但是，这时倾斜部1～3的平均角度最好设成15°以上。这里，所谓平均角度系指在施加规定压下量的状态下，平行部与倾斜部的角度、以及倾斜部与材料表面相接触的点构成的角度。

关于各倾斜部与材料的长度方向接触长度L1、L2、L3，若倾斜部接触长度长，则会导致负荷增大和展宽增加，故辅助加工面的接触长度L3最好尽量短一些，实际上最好是满足下述不等式(11)的关系。

L3/(L1+L2+L3)＜0.1    ……(11)

若倾斜角θ1大，则与材料开始接触时往往会产生滑动。因此，倾斜1部的角度θ1作为不容易产生滑动的角度，应小于15°。

使进行过辅助加工的加工面与下一次主加工的倾斜部1接触，材料不容易产生滑动。该条件是，当材料或金属模的长度方向送进量为f时，满足下式(12)的关系。

(L1+L2)=(0.9～1)×f    (12)

根据接触长度L3的长度小来决定下限值。若θ1与θ3的角度差大，则会产生滑动现象，故|θ1-θ3 |必须＜5°。

本发明者为了进行确认，用图48～图50所示的多段金属模6M(类型A)、6N(类型B)、6S(类型C)，在下述条件下分别进行了模拟试验。

试验条件

模拟材料：硬质铅(初期尺寸：厚H 32 mm×宽W 150 mm×L)

锻压后的厚度h：12.5 mm

送进量f：30 mm

金属模倾斜角θ：分别表示在图48、图49、图50及图54中

L1、L2、L3：分别表示在图48、图49、图50及图54中

另外，类型B金属模6N的倾斜部接触长度ld与送进量f基本相等。

试验结果示于图51、图52、图53(也包括实施例的类型C金属模6S的结果)。

图51以横座标表示几何学倾斜部接触长度(mm)、以纵座标表示最小展宽量(mm)，该图是表示就两者的关系进行调查的结果的特性线图。图中白圆圈表示倾斜角为12°时的结果，白四方形表示倾斜角为20°时的结果，白三角形表示倾斜角为30°时的结果，带网圆圈表示特殊金属模6S(类型C)的结果。

图52以横座标表示压下体积V、以纵座标表示宽度分布量(mm)，该图是表示就两者的关系进行调查的结果的特性线图。图中白圆圈表示倾斜角为12°时的结果，白四方形表示倾斜角为20°时的结果，白三角形表示倾斜角为30°时的结果，带网圆圈表示特殊金属模6S(类型C)的结果。

图53以横座标表示几何学接触长度(mm)、以纵座标表示负荷(t)，该图是表示就两者的关系进行调查的结果的特性线图。图中白圆圈表示倾斜角为12°时的结果，白四方形表示倾斜角为20°时的结果，白三角形表示倾斜角为30°时的结果，带网圆圈表示特殊金属模6S(类型C)的结果。

从图51、图52、图53所示结果可以判明，像类型A金属模6M及类型B金属模6N那样底部一侧的倾斜角小、上侧倾斜角大的金属模，使接触长度ld缩短了的情况下，由于金属模的平均倾斜角度大于15°，故具有减小负荷和抑制展宽的效果，但多段金属模的宽度分布dW比一段倾斜的金属模的大一些。这可能是在平行部压下1次之前的状态下，对材料进行大压下的影响。

另外，还判明：像类型A、B金属模那样，金属模底部倾斜部与通过前一次的锻压加工而产生的材料一侧的上侧倾斜部相接触，在这种锻压加工条件(送进量、压下量)的情况下，产生金属模与材料之间的滑动现象，锻压加工不稳定。

因此，本发明者以抑制上述宽度分布和防止开始锻压加工时的滑动为目的，完成了在主加工面的上方具有辅助加工面的类型C金属模6S，该辅助加工面进行极少量的压下。

类型C金属模6S的辅助加工面虽对材料表层附近进行轻压下，但压下量很小，故接触长度和平均倾斜角度与类型B金属模6N基本一样。而且，在进行下一次的压下时，由于主加工面用经过辅助加工面压下的12°的倾斜面进行接触，故不产生材料滑动现象。

用类型C金属模6S进行试验的结果表明，使材料表面附近进行小变形，不仅可以扩大宽度分布的缩颈部分、抑制宽度分布，而且对展宽具有约束效果；通过将辅助加工面相对于主加工面的角度设为±5°，便可防止滑动现象的产生。另外，关于负荷，和类型B的金属模6N几乎是一样的结果。

用辅助加工面的倾斜角为5°～20°的金属模(其他的形状和类型C的金属模6S一样)进行了同样的探讨，用7°～17°的倾斜角度时材料未产生滑动现象，超过该范围时产生了滑动现象。

根据以上探讨，通过将主加工面倾斜部的平均斜角设为大于15°，可减小负荷。但是，当上侧倾斜度与底部倾斜度之角度差大于5°时，材料易产生滑动现象。但，根据1段倾斜的研究结果，当底部的倾斜角超过15°时，材料会产生滑动现象，故将辅助加工面相对于主加工面的倾斜角设为±5°以下，在下一次、用主加工倾斜部1对一度由辅助加工金属模加工过的面进行压下，便可防止滑动现象的产生、以及抑制宽度分布和展宽。辅助加工金属模的接触长度长，会导致负荷增加和展宽量增大，故辅助加工部的长度最好小于倾斜部的全接触长度的10％。为了用下一次的主加工倾斜部对辅助加工金属模加工面进行压下，主加工倾斜部长度(L1+L2)最好为送进量的0.9～1.0倍。

根据本发明，通过在热板坯的主加工中增加辅助加工，可以控制宽度分布，而且还可抑制展宽量。另外，在具有多段倾斜的主加工面的金属模上增加辅助加工面，减小负荷、抑制宽度分布、防止滑动都可实现。

(实施例8)

图55所示为本发明实施例8的板坯成形装置的构成，图55(A)表示侧视图，图55(B)表示俯视图。板坯成形装置由减小板坯20的厚度的厚度压下锻压机52、以及设在其下游侧的侧向压下锻压机53构成。在侧向压下锻压机53的下游侧配置有轧机54，进一步进行轧制。侧向压下锻压机出口侧设有宽度检测器55，用于检测经过侧向压下锻压机53进行过侧压的板坯20的宽度。设有控制装置56，用于输入该宽度检测器55的检测值，对厚度压下锻压机52和侧向压下锻压机53进行控制。

厚度压下锻压机52，由夹着板坯20、设在上下的金属模6和驱动该金属模6上下运动的驱动装置58构成。驱动装置58使用机械装置和液压装置，其中机械装置使偏心轴回转而产生上下运动，通过杆驱动金属模6，液压装置通过液压缸使金属模6上下运动。金属模6采用带斜度的金属模，与板坯20相接触的一侧由水平面和倾斜面构成。

侧向压下锻压机53，由在宽度方向上夹着板坯20、设在左右的金属模59和使该金属模59在宽度方向上往复运动的驱动装置50构成。驱动装置50，采用调整两个金属模59的宽度方向上的间隔(开度)的液压缸。金属模59和厚度压下锻压机52一样，采用带斜度的金属模，该金属模与板坯20相接触的一侧由水平面和倾斜面构成。

下面，对动作加以说明。

控制装置56控制厚度压下锻压机52和侧向压下锻压机53，使厚度压下锻压机52和侧向压下锻压机53交替动作。厚度压下锻压机52和侧向压下锻压机53的驱动源是电动机，通过交替动作，可将电源容量设成使厚度压下锻压机52动作所需要的容量(一般，厚度压下锻压机52所需的电力要比侧向压下锻压机53的多)。

控制装置56也控制侧向压下锻压机53的开度。图56是侧向压下锻压机53的开度控制流程图，参照该图对开度控制加以说明。用厚度压下锻压机52进行大压下时，板坯20的容积向四方流动，也向宽度方向膨胀，如图55(B)模式地表示那样，膨胀成波浪形。设完宽度开度，以便将该波浪形变成直线状，并且达到规定的宽度B。即使将宽度开度设定成规定宽度B，由于压下后产生的回流现象，故得不到规定的宽度B。把影响该回流现象的条件称作初期条件。初期条件是板坯20的材质、温度、厚度压下锻压机52的厚度压下量、厚度压下前板坯20的厚度和宽度、板坯20的送进速度等以及规定的宽度B。

控制装置56将这些初期条件输入(步骤S1)，根据该初期条件计算宽度开度(步骤S2)。根据初期条件计算宽度开度的方法是，根据现有经验和试验，求出各条件对回流的影响，根据该数据计算出宽度开度。向侧向压下锻压机53下达这样计算出来的宽度开度指令(步骤S3)。侧向压下锻压机53根据该宽度开度对板坯20进行侧压。

侧压后的板坯20的宽度用宽度检测器55进行检测，并反馈到控制装置56内(步骤S4)。控制装置56计算出规定的宽度B与宽度检测值之差ΔB(步骤S5)。以该差值ΔB和初期条件为基准，根据前面说明的各初期条件对回流的影响数据，对宽度开度进行修正(步骤S6)。为了将该修正后的宽度开度用于后面的侧向压下锻压机，对侧向压下锻压机53下指令(步骤S3)。这样，反复进行步骤S3～步骤S6，便可得到规定厚度的板坯20。在步骤S3～步骤S6的修正过程中，利用学习功能便可迅速地得到规定宽度B，该学习功能是将前面的修正结果用于计算出后面的修正值。

在上述实施例中，是利用控制装置56使厚度压下锻压机52和侧向压下锻压机53交替动作，但是，也可将二者机械地结合起来，交替地进行动作。

根据上述说明可知，本发明通过将侧向压下锻压机设在厚度压下锻压机的下游侧，便可确实地对板坯宽度方向的变形进行修正。另外，使两个锻压机交替动作，便可减小电源容量。根据侧向压下锻压机的板坯宽度检测值修正锻压机的宽度开度，故可迅速得到规定的宽度。

(实施例9)

本发明者对厚度锻压时产生材料滑动的问题进行了调查。其结果表明，滑动现象发生在金属模与材料(热板坯)开始接触时，在进行了一定程度压下的状态下，不产生滑动。这里，在锻压中，根据压下量和送进量、金属模倾斜角度，金属模与材料的接触部位是金属模的大致平行部(在本发明中，将金属模的平行部和过渡区域中的倾斜角度为5度以内的部分合称为大致平行部)、或倾斜部。

图57是模式地表示金属模的开始接触面是倾斜部时，在开始接触时作用于金属模的力的图。图57中，P表示将金属模61a、61b往热板坯20上推压的外力，N表示热板坯20作用于金属模上的反作用力，f表示作用于热板坯和金属模之间的摩擦力。图57中，为了使金属模61a、61b不滑动地连续进行锻压，图57中的摩擦力f必须与压下力在倾斜方向上的分力P11相等。而且，当分力P11超过最大静止摩擦力μN时，金属模61a、61b与热板坯20之间便开始滑动。因此，若用热板坯20与金属模61、61b之间的摩擦系数μ及角度θ表示不滑动的条件，则μ≥t_anθ。图57中，H表示热板坯20在锻压加工之前的厚度，h表示热板坯20在锻压加工之后的厚度。

热锻压时，由于锻压面粗糙，故材料与金属模之间的接触状态不好，又因在锻压面上产生氧化铁皮，故材料与金属模之间的摩擦系数小。因此，当开始接触面是金属模倾斜部时，发生滑动现象的频度升高。

因此，倾斜部的角度为15度以下，在压下量较小或材料的送进量较小的情况下，即使对一度由金属模的倾斜部锻压过的材料面进行下一个周期的锻压，材料面与金属模倾斜部也会频繁地接触，故产生滑动的频度升高。

在本发明者的试验中，金属模的倾斜部倾斜到5度左右也未产生滑动现象。这可能是由于压下力在入口侧方向上的分力小的缘故。但是，当倾斜部的倾斜度为5度以下时，材料与金属模在长度方向上接触长度就变得很长，就会引起负荷增加、以及与锻压垂直方向(图中为宽度方向)上的变形增加，故不实用。

与图57不同，如图58那样，金属模61a、61b与热板坯20的开始接触面是金属模61a、61b的平行部6a时，压下力在倾斜部方向上的分力不起作用，故不产生滑动现象。根据发明者的试验结果，即使金属模61a、61b的平行部6a倾斜5度左右也不产生滑动现象。故从平行部向倾斜部6b过渡的过渡区域6c中，即使从倾斜角为5度以内的部分开始接触，也不产生滑动。

在用金属模平行部接触的情况下，即使减小摩擦系数也不产生滑动，故将润滑剂涂在金属模的主加工面上，以减小负荷是非常有效的。

(具体例)

下面，参照图对本发明的实施例进行说明。

在本实施例中，如图4所示，是表示入口侧的倾斜部采用1段金属模的情况。图59是表示用这种1段金属模时，倾斜角与送进量和压下量之间的关系。图59中，(A)表示压下量为50 mm的场合、(B)表示压下量为100 mm的场合、(C)表示压下量为150 mm的场合。若在图59的箭头所指范围(曲线的上侧范围)，锻压加工时不产生滑动，可稳定地进行锻压加工。另外，在送进量、压下量一定，只改变金属模的倾斜角度的情况下，随着金属模的倾斜角的增加、锻压加工负荷减小，故在图59的范围内进行锻压，这样也可取得减小锻压机负荷的效果。

按照本发明范围内的锻压加工条件，将润滑剂涂在上述金属模的主加工面中的平行部、倾斜部、整个主加工面上，使摩擦系数减小，对这时的减小负荷的效果进行了调整，结果平行部、倾斜部及整个主加工面的负荷减小率分别为10％、20％、30％。这时也未产生滑动现象，既可保持锻压加工的稳定性，又可用润滑剂来减小负荷。

在上述实施例中，对入口侧的倾斜部为1段金属模的情况作了说明，但不局限于这一种情况，例如，如图8所示，亦可采用入口侧的倾斜部6b具有2段倾斜部那样的、具有多段倾斜部的金属模6。

如以上详细所述那样，根据本发明热板坯的锻压方法，将热板坯和金属模的开始接触面作为倾斜部与平行部之间的过渡区域及平行部的一部分进行锻压，这样，就不需要进行特别的金属模加工，可避免锻压时产生滑动现象。因此，可以防止因滑动而引起的操作上的问题。另外，以同一压下量、同一送进量，考虑在本发明范围之外逐渐增大金属模的倾斜角度时，由于本发明的方向是加大金属模的倾斜角度，因此，也可减小锻压机负荷。又因不需要对金属模表面进行特殊加工，故金属模的加工费便宜，也不用在产生滑动时进行必要的复杂控制。

即使在金属模的一部分主加工面上，或整个主加工面上涂敷润滑剂，使一部分主加工面、或整个主加工面的摩擦系数减小，也不产生滑动现象，故既可保持锻压加工的稳定性、又可减小负荷。

(实施例10)

发明者通过对润滑剂的供给部位进行各种改变，来对摩擦系数进行各种改变，试验性地对负荷减小效果和前滑量FW的变化进行了调查。即，对只将润滑剂供给金属模平行部6a的情况、只将润滑剂供给金属模倾斜部6b的情况、将润滑剂供给金属模的整个面6a、6b、6c上的情况，分别测定了负荷和前滑量FW。其结果示于表1。表1中，前滑量比是根据FW/(FW+RW)得出的指数。顺便说明一下，在同一锻压条件下，(FW+RW)的值基本是一定的。

从表1可知，通过对金属模倾斜部6b的润滑而减小负荷的效果是很大的，但只润滑平行部6a也有效果。前滑量FW，对金属模倾斜部6b进行润滑便可减小，但对金属模平行部进行润滑，前滑量基本不变。

表1．通过润滑而使负荷减小、前滑量变化情况

润滑部位	无	只有倾斜部	只有平行部	全面
					减小负荷的效果	0％	20％	10％	30％
前滑量比	0.42	0.35	0.40	0.33

其原因可能是由于锻压的表面压力分布在金属模接触面的长度方向上的缘故。因此，通过用板坯法的解析求出长度方向上的表面压力分布。其结果分别示于图61(a)、图61(b)、图61(c)、图61(d)。

图61(a)是关于只对金属模的倾斜部供润滑剂的情况(比较例的方法)和不润滑的情况，对两者锻压时的表面压力分布进行比较后表示的特性线图，图61(b)是关于只对金属模的平行部供润滑剂的情况(本发明方法)和不润滑的情况，对两者锻压时的表面压力分布进行比较后表示的特性曲线图，图61(c)是关于对金属模的整个面供润滑剂的情况(现有方法)和不润滑的情况，对两者锻压加工时的表面压力分布进行比较后表示的特性曲线图。锻压加工条件是：设金属模出口侧约为8 kg f/mm²(表面压力)、倾斜部6b相对于平行部6a的倾斜角θ为12°、材料的送避量SD为400 mm。

如图61(a)、图61(b)、图61(c)所示，表面压力在材料入口侧倾斜部增大。而且，在离开金属模平行部一侧的中央、并靠近倾斜部的位置为最大值，此处的材料速度与金属模速度一致，成为所谓的中立点。从该中立点到材料出口侧，表面压力逐渐减小。表面压力增大的方法，在倾斜部6b处是平稳的，但在平行部6a处很陡峭。无论哪一个部位，摩擦系数小，表面压力的增加程度就小。按一般的倾斜角θ(10°～15°)，金属模倾斜部6b的接触长度比平行部6a的接触长度长。

在一般的金属模6上，与倾斜部6b的接触长度比平行部6a的接触长度要长，故改变金属模倾斜部6b的摩擦系数时表面压力的变化量增大，这种情况如图61(a)所示，中立点向出口侧移动，前滑量FW减小。另外，还判明了在减小金属模平行部6a的摩擦系数时，表面压力分布会减小一些，如图61(b)所示，中立点的位置不怎么变化。

下面，发明者对厚度锻压加工时的材料产生滑动的情况进行了调查。其结果表明，材料的滑动发生在金属模6与热板坯20开始接触时，在压下进行到某种程度的状态下，热板坯20就不产生滑动。

在厚度锻压时，用金属模倾斜部6b进行了锻压的面，在下一道工序之后用金属模平行部6a进行锻压，这样便在与材料前进方向基本平行的方向上进行锻压。为此，金属模61与材料20开始接触的部位，根据压下量(H-h)和送进量SP、或金属模倾斜角θ进行各种变化。

图60是表示了开始接触的面为倾斜部6b时、开始接触时刻作用于金属模61上的各种力的模式图。图中符号P相当于将金属模61向热板坯20上推压的压下力，符号N相当于材料(板坯)20作用于金属模61上的反作用力，符号f相当于热板坯20与金属模61之间所产生的摩擦力。为了在不产生热板坯20滑动的情况下金属模61连续进行锻压，摩擦力f必须与压下力P在倾斜方向上的分力P11相等。这种情况下，倾斜方向分力P11超过最大静止摩擦力μN时，热板坯20便开始相对于金属模61滑动。这里，用材料与金属模之间的摩擦系数μ及倾斜角θ表示热板坯20不滑动的条件时，下式(13)的关系成立。

μ≥t_anθ    ……(13)

热锻压因锻压面粗糙，故热板坯20与金属模61的接触状态不好，又因在锻压面上产生氧化铁皮，故热板坯20与金属模61之间的摩擦系数μ小。因此，开始接触的面为金属模倾斜部61时，有可能产生滑动现象。

在倾斜角θ为15°以下、且压下量(H-h)大的情况下，或热板坯20的送进量SD小的情况下，经金属模倾斜部6b锻压后的材料面，在下一道工序锻压时也大多从金属模倾斜面6b开始接触，有可能产生滑动现象。但是，即使减小不是开始接触面的金属模平行部的摩擦系数，滑动现象的发生频度也不会变。

金属模61与热板坯20之间的开始接触的面是金属模平行部6a时，压下力在入口侧方向上的分力(倾斜方向分力P11)不起作用，故即使对金属模平行部6a进行润滑也不会产生滑动，这是当然的。这种情况下，即使对不是开始接触面的金属模倾斜部6b进行润滑也没关系。

在本发明者的试验中，金属模倾斜部6b倾斜到5°左右时也未产生滑动现象(可能是由于压下力在入口侧方向上的分力小的缘故)。因此，在金属模过渡区域6c，倾斜角θ小于5°的部分也可进行润滑。

本发明不局限于厚度的锻压加工，当然，在用至少由入口侧倾斜部和平行部构成的金属模对热材料进行锻压(例如定宽锻压机)时，一般是可以使用的。

热板坯锻压用的润滑剂，只要是具有减小锻压时的金属模/板坯之间的摩擦系数的特性的物质即可，例如使用石墨、二硫化钼、或将石墨等固体润滑剂与矿物油(润滑脂)混合之后的混合物等。另外，为了调整摩擦系数而进行表面加工，在金属模的表面上形成槽，由于这样会导致板坯的表面产生缺陷，故不希望这样做。

关于将润滑剂往金属模上涂敷的方法，也考虑了以下各种方法：在正进行锻压时，用喷射方式将润滑剂涂敷到材料与金属模之间的间隙内；或者在板坯和板坯之间空载时进行涂敷等，只要能涂敷充分的润滑剂使金属模与材料之间的平行部摩擦系数降低，不管什么方法都可以。

根据上述实施例，如表1所示，即使只对平行部6a进行润滑，材料20也不产生滑动现象，负荷也可减小10％，而且前滑量FW基本不变，故可有效地对热板坯进行厚度锻压加工。

根据本发明，用具有至少由入口侧倾斜部和平行部构成的主加工面的金属模，对热板坯进行锻压时，只对金属模的平行部供润滑剂来减小热板坯与金属模之间的摩擦系数，这样热板坯产生滑动的频度不会提高，可减小锻压机负荷，而且还可确保规定的前滑量FW。

用几个理想实施例对本发明作了说明，但是，可以理解本发明所包括的权利要求范围不局限于这些实施例。相反，本发明的权利要求范围包括附加的权利要求范围所包含的所有的改良、修正及均等物。

Claims (27)

1．一种利用厚度锻压机的热轧钢板生产装置，这种热轧钢板生产装置是按粗加工设备、精轧机组和卷取机顺序配置的，其中粗加工设备用于将连铸设备等所铸造的热板坯减薄加工成薄板坯；精轧机组对用该粗加工设备加工而成的薄板坯进行轧制，轧成规定厚度的热轧钢带；卷取机对该热轧钢带进行卷取，其特征在于：上述粗加工设备作为减薄加工手段的至少一部分，具有使用一对金属模的锻压手段，该金属模具有入口侧的倾斜部和出口侧的平坦部，该热轧钢板生产装置还具有设在上述减薄锻压手段上游的侧压手段。

2．一种利用厚度锻压机的热轧钢板生产方法，该方法是对连铸后的厚度为H的板坯进行粗加工，将其减薄加工成薄板坯，并进行精轧加工，将该薄板坯轧制成规定厚度的热轧钢带，冷却之后进行卷取，其特征在于：该热轧钢板制造方法包括厚度锻压加工，它作为粗加工的至少一部分，使用一对具有入口侧的倾斜部和出口侧的平坦部的金属模，厚度方向的压下率r为30％以上，而且在进行上述厚度锻压加工之前，要对材料进行侧压，该侧压压下量大于由下式的函数决定的侧压压下量。

侧压压下量=fn(r,H)

3．一种利用厚度锻压机的热轧钢板生产方法，其特征在于：用入口侧具有倾斜部、出口侧具有平行部的一对金属模对连铸后的板坯在厚度方向上进行压下率为30％以上的厚度锻压加工时，板坯前端部在上述金属模平行部的长度方向上的接触长度L在板坯的入口侧厚度的0.2～0.4倍的范围内，对该厚度锻压加工之后的板坯连续地进行粗轧，接着进行精轧，将其轧制成热轧钢板。

4．一种利用厚度锻压机的热轧钢板生产方法，该方法是用具有入口侧的倾斜部和出口侧的平坦部的一对金属模对连铸后的板坯在厚度方向上进行压下率大于0.5的锻压加工，这时的锻压加工条件都在满足下述不等式的范围内，该不等式是用上述金属模的倾斜部与材料在长度方向上的接触长度L、送进量f、加工前的宽度W、利用金属模平行部加工后的体积V、出口侧厚度h及压下变形ε表示的，对压力加工后的板坯连续地进行粗轧，接着进行精轧，将其轧制成热轧钢板，

εL/W＜A

Vε/(Wfh)＜B

式中：A、B为常数。

5．一种厚度锻压方法，该方法是用具有主加工面的金属模对大致呈矩形的材料进行厚度锻压，该主加工面至少由入口侧的倾斜部和与其相连接的平行部构成，在厚度方向上对上述大致呈矩形的材料进行厚度锻压之前，先在宽度方向上对上述大致呈矩形的材料进行压下、调整宽度，其特征在于：对上述大致呈矩形的材料之前端部及后端部中的至少一端进行预成形。

6．一种厚度锻压方法，该方法是用具有主加工面的金属模对大致呈矩形的材料进行厚度锻压，该主加工面至少由入口侧的倾斜部和与其相连接的平行部构成，在厚度方向上对上述大致呈矩形的材料进行厚度锻压之前，先在宽度方向上对上述大致呈矩形的材料进行压下、调整宽度，其特征在于：用下式对通过上述厚度锻压而在材料前端部及后端部中的至少一端上产生的非一定宽度变化量ΔW和非一定长度ΔL进行预测，根据该预测对大致呈矩形的材料前端部进行预成形，

ΔWH=1(W,ε,Ldt)

ΔWT=f2(W,ε,Ldt)

ΔLH=g1(W,h,Ldt)

ΔLT=g2(W,H,Ldt)

式中：ΔWH是通过厚度锻压而在矩形材料前进方向的前端部上产生的预测非一定宽度变化量；ΔWT是通过厚度锻压而在矩形材料前进方向的后端部上产生的预测非一定宽度变化量；ΔLH是通过厚度锻压而在前进方向的前端部上产生的预测非一定长度；ΔLT是通过厚度锻压而在后端部上产生的预测非一定长度；H为锻压机入口侧大致呈矩形的材料之厚度；h为锻压机出口侧的大致呈矩形的材料之厚度；ε[=log(H/h)]为厚度变形；Ldt为材料与锻压金属模在长度方向上的接触长度；W为大致呈矩形的材料之宽度。

7．一种厚度压力加工方法，其特征在于：该方法是用具有主加工面的金属模对大致呈矩形的材料进行厚度锻压，该主加工面至少由入口侧的倾斜部和与其相连接的平行部构成，在厚度方向上对上述大致呈矩形的材料进行厚度锻压之前，先在宽度方向上对上述大致呈矩形的材料进行压下、调整宽度，在调整宽度的厚度锻压加工的宽度调整方向上进行预成形，其作用是预先在大致呈矩形的材料之正常部进行宽度分布。

8．一种厚度锻压方法，该方法是用具有主加工面的金属模对大致呈矩形的材料进行厚度锻压，该主加工面至少由入口侧的倾斜部和与其相连接的平行部构成，在厚度方向上对上述大致呈矩形的材料进行厚度锻压之前，先在宽度方向上对上述大致呈矩形的材料进行压下、调整宽度，其特征在于：用下式对通过上述厚度锻压加工而产生的正常部宽度分布量dW及其间距dL进行预测，根据该预测进行预成形，其作用是预先在大致呈矩形的材料之正常部进行宽度分布。

式中：dW=F(V,W,h,f,ε)

      dL=G(H,h,f)

      H：锻压机入口侧的大致呈矩形材料的厚度

      h：锻压机出口侧的大致呈矩形材料的厚度

      ε[=log(H/h)]：厚度变形

      W：大致呈矩形材料的宽度

      f：厚度锻压加工时大致呈矩形材料的送进量

      V：金属模平行部的压下体积

9．一种厚度锻压方法，该方法是用具有主加工面的金属模对大致呈矩形的材料进行厚度锻压，该主加工面至少由入口侧的倾斜部和与其相连接的平行部构成，在厚度方向上对上述大致呈矩形的材料进行厚度锻压之前，先在宽度方向上对大致呈矩形的材料进行压下、调整宽度，其特征在于：分别对上述大致呈矩形的材料之前端部及后端部进行预成形，并且在大致呈矩形的材料之正常部上进行宽度分布的预成形。

10．一种厚度锻压方法，该方法是用具有主加工面的金属模对大致呈矩形的材料进行厚度锻压，该主加工面至少由入口侧的倾斜部和与其相连接的平行部构成，在厚度方向上对上述大致呈矩形的材料进行厚度锻压之前，先在宽度方向上对上述大致呈矩形的材料进行压下、调整宽度，其特征在于：用下式对通过上述厚度锻压加工而在大致呈矩形的材料之前端部及后端部中的至少一端上产生的非一定宽度变化量ΔW和非一定长度ΔL、以及正常部的宽度分布dW及其间距dL进行预测，根据该预测分别对大致呈矩形的材料之前端部及后端部进行预成形，并且还进行给予大致呈矩形的材料正常部的宽度分布的预成形，

ΔWH=f1(W,ε,Ldt)

ΔWT=f2(W,ε,Ldt)

ΔLH=g1(W,h,Ldt)

ΔLT=g2(W,H,Ldt)

dW=F(V,W,h,f,ε)

dL=G(H,h,f)

式中：ΔWH是通过厚度锻压而在矩形材料前进方向的前端部上产生的预测非一定宽度变化量；ΔWT是通过厚度锻压而在矩形材料前进方向的后端部上产生的预测非一定宽度变化量；ΔLH是通过厚度锻压而在前进方向的前瑞部上产生的预测非一定长度；ΔLT是通过厚度锻压而在矩形材料前进方向的后端部上产生的预测非一定长度；H为锻压机入口侧的大致呈矩形的材料之厚度；h为锻压机出口侧的大致呈矩形的材料之厚度；ε[=log(H/h)]为厚度变形；W为大致呈矩形材料的宽度；f为厚度锻压时大致呈矩形材料的送进量；V为金属模平行部的压下体积；Ldt为大致呈矩形的材料与锻压金属模在长度方向上的接触长度；H为材料入口侧厚度；h为材料出口侧厚度。

11．根据权利要求5～10中的任一项所述的厚度锻压方法，其特征在于：上述宽度调整是用在加工中开度可变的立辊轧机进行的。

12．根据权利要求11所述的厚度锻压方法，其特征在于：立辊轧机中采用带孔型的轧辊。

13．根据权利要求5～10中的任一项所述的厚度锻压方法，其特征在于：上述宽度调整是用可与厚度锻压机串列的侧向锻压装置进行的。

14．一种厚度锻压方法，其特征在于：该锻压方法具有下述装置，即对大致呈矩形的材料进行锻压，具有至少由入口侧倾斜部和与其相连接的平行部构成的主加工面的金属模；将大致呈矩形的材料送进该金属模的机构；将上述金属模在大致呈矩形材料的厚度方向上进行压下驱动的厚度锻压装置；比该厚度锻压装置设在轧制线的更上游侧，在加工中可变更开度的立辊轧机。

15．一种厚度锻压方法，其特征在于：该锻压方法具有下述装置，即对大致呈矩形的材料进行锻压，具有至少由入口侧倾斜部和与其相连接的平行部构成的主加工面的金属模；将大致呈矩形的材料送进该金属模的机构；将上述金属模在大致呈矩形材料的厚度方向上进行压下驱动的厚度锻压装置；比该厚度锻压装置设在轧制线的更上游侧，并配置在可与该厚度锻压装置串列的位置上的侧向锻压装置。

16．一种厚度锻压方法，该方法是在长度方向上一边将大致呈矩形的热板坯依次送进，一边进行锻压，使其厚度减薄的厚度锻压方法，其特征在于：它包括主加工工序和辅助加工工序，

主加工工序是用具有至少由入口侧倾斜部和平行部构成的主加工面的金属模，将热板坯从锻压前的厚度H减小到锻压后的厚度h，

辅助加工工序是在上述主加工工序之前，用具有上述主加工面的金属模的倾斜部与平行部交界处的过渡部，对要进行锻压的部位及其附近部位，在厚度方向上进行减薄锻压。

17．根据权利要求1所述的厚度锻压方法，其特征在于：在上述辅助加工工序中，材料送进量为f、锻压时的材料后滑量为BW的情况下，在厚度方向上对下述部位进行锻压，该部位位于要用过渡部进行锻压的部位的上游侧、离要用过渡部锻压的部位的距离由下式决定，

(0.9～1.1)×f+(f-BW)×n

式中：n为正整数。

18．根据权利要求16所述的厚度锻压方法，其特征在于：在上述辅助加工工序中，当材料的送进量为f时，减薄锻压的部位是位于离上述过渡部仅为(0.9～1.1)×f距离的上游侧部位，上述辅助加工工序和主加工工序是交替地进行的。

19．根据权利要求16～18中的任一项所述的厚度锻压方法，其特征在于：在辅助加工的压下量与主加工的压下量之比为r的情况下，上述辅助加工的压下量为(H-h)×r(r≥0.025)以上。

20．根据权利要求16～18中的任一项所述的厚度锻压方法，其特征在于：在辅助加工的压下量与主加工的压下量之比为r的情况下，上述辅助加工从主加工的压下量超过(H-h)×(1-r)的位置开始。

21．根据权利要求20所述的厚度锻压方法，其特征在于：用同一金属模同时进行上述主加工和辅助加工。

22．一种板坯成形方法，其特征在于：用厚度压下锻压机对板坯进行厚度压下，厚度压下锻压机打开之后，用侧向压下锻压机进行侧压。

23．一种厚度锻压装置，其特征在于：包括对板坯进行厚度压下的厚度压下锻压机；设在该厚度压下锻压机的下游侧，对板坯的宽度进行压下的侧向压下锻压机；当厚度压下锻压机打开时，使侧向压下锻压机随即动作的控制装置。

24．根据权利要求23所述的厚度锻压装置，其特征在于：在上述侧向压下锻压机的下游侧设有检测板坯宽度的宽度检测器，上述控制装置对侧向压下锻压机的开度进行调整，以使宽度检测器的检测值达到规定值。

25．一种厚度锻压方法，该锻压方法用具有主加工面的金属模对上述热板坯进行锻压，该主加工面是由相对于热板坯前进方向朝入口侧方向倾斜的倾斜部、和与该倾斜部相连接、并与上述前进方向平行的平行部构成的，其特征在于：

上述热板坯与金属模开始接触的面是上述倾斜部和平行部之间的过渡区域及上述平行部的一部分。

26．根据权利要求25所述的厚度锻压方法，其特征在于：在上述金属模的主加工面中的至少与热板坯相接触的接触面上涂敷润滑剂。

27．一种厚度锻压方法，其特征在于：用至少具有由入口侧倾斜部和平行部构成的主加工面的金属模对热板坯进行锻压时，只向金属模的平行部供润滑剂，以减小热板坯与金属模之间的摩擦系数。

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