JP2962188B2 - 幅圧下プレス装置の金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱間圧延ラインにお
いて加熱炉から抽出された熱間スラブの幅圧下を行う幅
圧下プレス装置の金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱延製品は、スラブを加熱炉にて加熱
し、粗圧延機、仕上圧延機で熱間圧延して厚さ１．０〜
２５．４ｍｍのストリップとし、コイルに巻き取り、冷
却したのち各種精整ラインで処理を行って製造される。
上記熱間圧延におけるスラブ幅は、コイル幅に応じて決
定される。スラブ幅とコイル幅の関係は、一般にエッジ
ャー能力と幅精度の上から対応づけられる。工程運用上
は、スラブサイズの集約化が望ましく、特に連続鋳造ロ
ットの集約上の必要から、エッジャーの幅圧下能力が増
強される傾向にある。

【０００３】上記スラブのエッジャーには、竪型圧延ロ
ールによる幅圧延方法と、幅圧下プレスにより幅圧下す
るサイジングプレス法の二つに分類される。サイジング
プレスは、固定部に取付けた油圧シリンダーやモーター
駆動によるクランク軸に、図１３に示すとおり、スラブ
５１の進入側に拡開傾斜させた傾斜部５２と平行部５３
を有する一対の金型５４を対向して配置し、この金型５
４間にスラブ５１を連続的または断続的に通過させ、ス
ラブ５１上下の拘束なしに金型５４を近接、離反させて
所定幅に幅圧下を行うものである。これらサイジングプ
レスは、竪型圧延ロールによる幅圧延に比較して幅圧下
能力が優れ、熱間圧延後に発生する圧延材先後端のフィ
ッシュテールを小さくでき、歩留が良好であると共に、
ドッグボーンの断面形状がエッジ部近傍に集中すること
が少なく、圧延材の良好な平坦度が得られ易いという特
徴を有している。

【０００４】従来、熱間圧延用プレス金型としては、工
具鋼を用いた一体金型が使用されている。例えば、金型
の傾斜部を多段傾斜とし、かつそのうち平行部に続く第
１傾斜部の傾斜角を５°〜１２°の範囲内とした工具を
用いてプレス加工する方法（特開昭６３−３６９０２号
公報）、幅圧下金型の圧下面を傾斜部とこれに連続する
平行部から構成し、かつ当該平行部に３°以下の傾斜を
設けた金型（特開昭６３−２８１７０３号公報）、金型
のスラブ押圧面を、スラブ側面に係合する平面と、スラ
ブ側縁上下コーナー部に係合する８〜４５°のカリバー
角度を有する傾斜面とから構成される深さ５〜２０ｍｍ
のカリバー溝とした金型（特開昭６３−１９２５０３号
公報）、プレス面の傾斜部および平行部として、複数個
のスラブ入側傾斜部とこれに続く１つの平行部を設け、
そのプレス面を回転して使用する金型（特開平１−２１
８７０７号公報）、金型の平行部の少なくとも一方に小
傾斜部および大傾斜部を順に形成した金型（特開平３−
８１００５号公報）、金型の傾斜面および平行面に、金
型厚さ方向へ所定の間隔で、板材のパスライン方向へ延
びる複数の突起を設けた金型（実開平３−７０８０１号
公報）、金型を凸状にし、スラブ上下面を拘束せずに側
面を凹状にプレスする方法（第１２６回日本鉄鋼協会講
演大会 討５１）が提案されている。

【０００５】また、竪型ロールによって圧延材料の稜の
部分だけに圧延を施すかあるいは圧延材料の稜と側面中
央部だけに５〜１５ｍｍの圧下を施す方法（特開昭５３
−２８５４２号公報）、スラブの形状を横断面において
対向する短辺を内方にくぼんだ凹型に形成せしめる方法
（特開昭５８−１３８５０２号公報）が提案されてい
る。そして、スラブの両側面の中心部を圧下しかつ窪ま
せる凸状キャリバーを備えた幅圧延ロール（特公昭５０
−１４６３２号公報）が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特開昭６３−３６
９０２号公報、特開昭６３−２８１７０３号公報および
特開平３−８１００５号公報に開示の方法は、金型の傾
斜部を多段傾斜としたり、平行部に傾斜を設けることに
よって、幅圧下プレス後のスラブ幅変動を抑制するもの
で、熱間圧延後のシーム疵や折れ込みを防止するもので
はない。また、特開昭６３−１９２５０３号公報に開示
の金型は、スラブ圧下面にカリバー溝を設け、幅圧下時
のスラブコーナーに鋭利なコーナー形状が生じるのを防
止し、スラブコーナーの過冷却を防止して割れ等の表面
疵の発生を防止するものである。さらに、特開平１−２
１８７０７号公報に開示の円盤状の金型は、設備的な制
約から半径が決定されるという問題点があり、また、金
型の保持方法が変わると適用できないため、既設の設備
への適用は不可能である。さらにまた、実開平３−７０
８０１号公報に開示の突起を有する金型で幅圧下した場
合は、製造される熱延鋼板の側面に２枚または３枚折れ
が発生するという問題がある。

【０００７】特開昭５３−２８５４２号公報、特公昭５
０−１４６３２号公報に開示の竪型ロールによる幅圧延
は、大幅なスラブ幅の変更ができず、また、ドッグボー
ン抑制のためにキャリバーロールとなるので、大幅なス
ラブ幅の変更には竪型ロールを増設または通過設備の増
加が必要であるばかりでなく、厚さの異なるスラブへの
対応が困難であった。また、特開昭５８−１３８５０２
号公報に開示のスラブの形状を横断面において対向する
短辺を内方に窪んだ凹型に形成する方法は、連続鋳造時
に内方に窪んだ凹型を形成すれば問題ないが、竪型ロー
ルによる場合は、大幅なスラブ幅の変更ができず、大幅
なスラブ幅の変更には竪型ロールを増設する必要があ
る。

【０００８】前記プレス金型を用いてスラブの幅圧下を
行う場合においては、プレス金型として図１４に示す圧
下面が平型の金型６１を用いてスラブ６２を大幅圧下し
た場合は、スラブ６２の端部にドックボーン６３が発生
し、熱間圧延において板幅方向への幅拡がり生じる。ま
た、図１５に示す圧下面が凸型の金型６４を用いてスラ
ブ６２の幅圧下した場合、図１６に示す圧下面が凸型の
金型６４を用いてスラブ６２の大幅圧下した場合は、図
１７（ａ）（ｂ）に示すとおり、製造される熱延鋼板７
１の側面に２枚または３枚折れが発生するという問題が
あり、金型６４の凸部でスラブ６２の側面中心を圧下し
なかった場合は、図１７（ｃ）に示すとおり、熱延鋼板
７１の表裏面に折れ込みが発生するので、厚さの異なる
スラブに適用できないという問題点を有している。ま
た、従来の技術では、図１８に示すとおり、熱延鋼板７
１のエッジ部近傍にシーム疵７２が発生する。さらに、
従来の技術では、プレス金型を用いてスラブ６２の幅圧
下を行うと、図１９に示すとおり、圧下ピッチＰ毎に圧
下痕７３が生じることがある。

【０００９】この発明の目的は、前記従来技術の欠点を
解消し、幅圧下したスラブ側面の熱延鋼板表裏面への移
動を抑制できると共に、スラブ厚の異なる場合にも適用
でき、しかもエッジ折れ込みを防止できる幅圧下プレス
装置の金型を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験検討を重ねた。その結果、幅圧下
プレス装置の金型の平行部厚さ方向に蒲鉾状の湾曲凸部
を形状することによって、幅圧下時にスラブ側面に蒲鉾
状の湾曲凹部を造形でき、スラブ側面の熱延鋼板表裏面
への移動量を抑制できると共に、エッジ折れ込みを防止
できることを確認し、この発明に到達した。

【００１１】すなわちこの発明は、熱間スラブを連続的
または断続的に走行させつつ、スラブ幅方向両側に対向
して設けた傾斜部と平行部を有するプレス金型を、近
接、離反させて所定幅に幅圧下を行う熱間スラブの幅圧
下プレス装置の金型において、金型の平行部に蒲鉾状の
湾曲凸部を形成したことを特徴とする幅圧下プレス装置
の金型である。

【００１２】また、この発明は、熱間スラブを連続的ま
たは断続的に走行させつつ、スラブ幅方向両側に対向し
て設けた傾斜部と平行部を有するプレス金型を、近接、
離反させて所定幅に幅圧下を行う熱間スラブの幅圧下プ
レス装置の金型において、金型の平行部に蒲鉾状の湾曲
凸部を形成し、かつ湾曲凸部のスラブ長手方向に高低差
を設けたことを特徴とする幅圧下プレス装置の金型であ
る。

【００１３】

【作用】この発明においては、金型の平行部に蒲鉾状の
湾曲凸部を形成したことによって、幅圧下プレス時にス
ラブ側面を蒲鉾状の湾曲凹部に造形でき、熱間圧延時に
おいて塑性変形するものの、そのメタルフローは蒲鉾状
の湾曲凹部がコーナー部よりも外方に幅広がりする量が
少なく、スラブ側面の熱延鋼板表裏面への移動量が抑制
されると共に、エッジ折れ込みを防止することができ
る。

【００１４】また、この発明においては、金型の平行部
に蒲鉾状の湾曲凸部を形成し、かつ湾曲凸部のスラブ長
手方向に高低差を設けたことによって、幅圧下プレス時
にスムーズにスラブ側面を蒲鉾状の湾曲凹部に造形で
き、熱間圧延時において塑性変形するものの、そのメタ
ルフローは蒲鉾状の湾曲凹部がコーナー部よりも外方に
幅広がりする量が少なく、スラブ側面の熱延鋼板表裏面
への移動量が抑制されると共に、エッジ折れ込みを防止
することができる。

【００１５】この発明において金型の平行部に形成する
蒲鉾状の湾曲凸部の高さｈは、プレス量、スラブ厚等の
操業条件によって変動するが、好ましい範囲としては１
０〜２０ｍｍで、余り大きくすると幅圧下プレス時にス
ラブ側面がめくれ、熱延コイルエッジに折れ込み疵を発
生させる。また、湾曲凸部の高さｈが小さ過ぎると前記
効果が発揮できなくなる。また、この発明において金型
の平行部に形成する蒲鉾状の湾曲凸部の高さｈの頂点
を、スラブ通過レベルとの関係でスラブ厚方向に変更す
ることもできる。さらに、この発明において金型の平行
部に形成する蒲鉾状の湾曲凸部のスラブ長手方向の高低
差は、蒲鉾状の湾曲凸部の前後になだらかに湾曲凸部を
減じた形状とすることを意味し、これによって、幅圧下
プレス時にスムーズにスラブ側面を蒲鉾状の湾曲凹部に
造形できる。

【００１６】

【実施例】

実施例１ 以下にこの発明の幅圧下プレス装置の金型の詳細を実施
の一例を示す図１ないし図８に基づいて説明する。図１
はこの発明の幅圧下プレス装置の金型の斜視図、図２は
この発明の幅圧下プレス装置の金型を示すもので、
（ａ）図は平面図、（ｂ）図は正面図、（ｃ）図は側面
図、図３はこの発明の幅圧下プレス装置の金型による幅
圧下時のスラブエッジ形状と金型の説明図、図４はこの
発明の幅圧下プレス装置の金型による大幅圧下時のスラ
ブエッジ形状と金型の説明図、図５はこの発明の幅圧下
プレス装置の金型により幅圧下後のスラブの平面図、図
６はこの発明の幅圧下プレス装置の金型により幅圧下後
のスラブから製造された熱延鋼板エッジに発生するシー
ム疵の発生イメージ図、図７はこの発明の幅圧下プレス
装置の金型により幅圧下後のスラブから製造された熱延
鋼板の幅方向端部の形状説明図、図８はこの発明の金型
の平行部に形成する蒲鉾状の湾曲凸部の高さｈの頂点を
スラブ厚さ方向にずらせた時のスラブエッジ形状と金型
の説明図で、（ａ）図は薄スラブの場合、（ｂ）図は厚
スラブの場合を示す。

【００１７】図１および図２において、１はフラットな
傾斜部２と高さｈの蒲鉾状の湾曲凸部３を形成した平行
部４からなる幅圧下プレス装置の金型で、蒲鉾状の湾曲
凸部３は、スラブの送りピッチＰより短いスラブ長手方
向に平行な面３ａと、この平行な面３ａの両端面からな
だらかに高さｈの減じる面３ｂ、３ｃからなっている。
蒲鉾状の湾曲凸部３を有する金型１でスラブ１１を幅圧
下すると、軽圧下では金型１はスラブ１１の側面と図３
に示すとおり、また、大幅圧下では金型１はスラブ１１
の側面と図４に示すとおり接触し、スラブ１１の側面に
蒲鉾状の湾曲凸部３に対応する蒲鉾状の湾曲凹部１２を
造形して幅圧下する。

【００１８】この場合、蒲鉾状の湾曲凸部３は、スラブ
長手方向に平行な面３ａと、この平行な面３ａの両端面
からなだらかに高さｈの減じる面３ｂ、３ｃからなって
いるため、スラブ１１の側面にスムーズに蒲鉾状の湾曲
凸部３に対応する蒲鉾状の湾曲凹部１２が造形されて幅
圧下される結果、幅圧下されたスラブ１１は、図５に示
すとおり、スラブ１１の幅変動はない。上記のとおり側
面に蒲鉾状の湾曲凸部３に対応する蒲鉾状の湾曲凹部１
２が造形されて幅圧下されたスラブ１１は、熱間圧延し
て熱延鋼板２１とすると、熱間圧延時において塑性変形
するものの、そのメタルフローは蒲鉾状の湾曲凹部１２
がコーナー部よりも外方に幅広がりすることがなく、ス
ラブ１１側面の熱延鋼板２１表裏面への移動量が抑制さ
れシーム疵２２が発生したとしても、図６に示すとお
り、熱延鋼板２１のエッジ近傍に限定され、しかも、シ
ーム疵２２が波打つことはない。また、熱延鋼板２１の
側面形状は、図７に示すとおり、エッジ折れ込みがな
い。

【００１９】上記のとおり、この発明の金型１を用いて
幅圧下した場合は、熱延鋼板２１の側面にエッジ折れ込
みが発生しないので、スラブ厚の異なる熱延ラインにお
いても適用でき、スラブ１１の通過レベルとの関係で、
図８に示すとおり、金型１の平行部４に形成する蒲鉾状
の湾曲凸部３の高さｈの頂点Ｔをスラブ１１の厚さ方向
に変更しても、スラブ１１の厚さに関係なく、スラブ１
１の側面にスムーズに蒲鉾状の湾曲凸部３に対応する蒲
鉾状の湾曲凹部１２が造形されるから、エッジ折れ込み
の発生や、シーム疵の発生を抑制することができる。

【００２０】実施例２ Ｃ：０．０４％の普通低炭素鋼の厚さ２２７ｍｍ、幅１
２５０ｍｍのスラブを、実施例１のこの発明の幅圧下プ
レス装置の金型と、従来のフラットな金型とを用い、プ
レス量５０〜３５０ｍｍで幅圧下したのち、通常の熱間
圧延によって板厚３．２ｍｍ、幅９００〜１２００ｍｍ
の熱延鋼板となし、プレス量とスラブ側面移動量との関
係を調査した。なお、スラブ側面移動量は、図９（ａ）
に示すスラブ４１のエッジコーナ部Ｃの熱延鋼板４２の
表裏面位置Ｃａと熱延鋼板４２のエッジコーナとの距離
Ｌとした。その結果を図１０に示す。図１０に示すとお
り、従来のフラットな金型で幅圧下したＡに比較し、こ
の発明の幅圧下プレス装置の金型で幅圧下したＢの場合
は、スラブ側面移動量はプレス量５０〜３５０ｍｍのい
ずれにおいても、１０ｍｍ以上減少しており、スラブ側
面の熱延鋼板表裏面への移動量が抑制されたことは明ら
かである。

【００２１】実施例３ ＳＵＳ ４３０のステンレス鋼の厚さ２０６ｍｍ、幅１
２４０ｍｍのスラブを、実施例１のこの発明の幅圧下プ
レス装置の金型と、従来のフラットな金型と、前記図１
５、１６に示す凸部を有する金型のそれぞれを用い、プ
レス量５０〜１５０ｍｍで幅圧下したのち、通常の熱間
圧延によって板厚３．６ｍｍ、幅１１００〜１２００ｍ
ｍの熱延ステンレス鋼板となし、ステンレス鋼板の表裏
面に発生するシーム疵のコイルエッジからの距離を測定
した。その結果を図１１に示す。図１１に示すとおり、
従来のフラットな金型で幅圧下したＡの場合は、幅圧下
しなかった場合に比較し、いずれもシーム疵のコイルエ
ッジからの距離が大きくなっている。これに対し、この
発明の幅圧下プレス装置の金型で幅圧下したＢの場合
は、幅圧下しなかった場合に比較し、いずれもシーム疵
のコイルエッジからの距離がプレス量が大きくなるにし
たがって減少している。また、凸部を有する金型で幅圧
下したＣの場合は、幅圧下しなかった場合に比較し、プ
レス量８０ｍｍまではシーム疵のコイルエッジからの距
離が減少しているが、プレス量１００ｍｍを超えるとシ
ーム疵のコイルエッジからの距離が増加に転じている。

【００２２】実施例４ ＳＵＳ ４３０のステンレス鋼の厚さ２０６ｍｍ、幅１
２４０ｍｍのスラブを、実施例１のこの発明の幅圧下プ
レス装置の金型と、前記図１５、１６に示す凸部を有す
る金型のそれぞれを用い、プレス量３０〜１５０ｍｍで
幅圧下したのち、通常の熱間圧延によって板厚３．６ｍ
ｍ、幅１１００〜１２５０ｍｍの熱延ステンレス鋼板と
なし、ステンレス鋼板のエッジに発生する折れ込み深さ
を測定した。その結果を図１２に示す。図１２に示すと
おり、この発明の幅圧下プレス装置の金型で幅圧下した
Ｂの場合は、いずれもステンレス鋼板のエッジに折れ込
みが発生しなかったが、凸部を有する金型で幅圧下した
Ｃの場合は、プレス量の増加にしたがってステンレス鋼
板のエッジ折れ込み量が２．０ｍｍから１２．５ｍｍと
増大している。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明の幅圧下プ
レス装置の金型は、幅圧下したスラブ側面の熱延鋼板裏
表面への移動を抑制でき、シーム疵の発生を低減できる
と共に、エッジ折れ込みを皆無とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の幅圧下プレス装置の金型の斜視図で
ある。

【図２】この発明の幅圧下プレス装置の金型を示すもの
で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は正面図、（ｃ）図は
側面図である。

【図３】この発明の幅圧下プレス装置の金型による幅圧
下時のスラブエッジ形状と金型の説明図である。

【図４】この発明の幅圧下プレス装置の金型による大幅
圧下時のスラブエッジ形状と金型の説明図である。

【図５】この発明の幅圧下プレス装置の金型により幅圧
下後のスラブの平面図である。

【図６】この発明の幅圧下プレス装置の金型により幅圧
下後のスラブから製造された熱延鋼板エッジに発生する
シーム疵の発生イメージ図である。

【図７】この発明の幅圧下プレス装置の金型により幅圧
下後のスラブから製造された熱延鋼板の幅方向端部の形
状説明図である。

【図８】この発明の金型の平行部に形成する蒲鉾状の湾
曲凸部の高さｈの頂点をスラブ厚さ方向にずらせた時の
スラブエッジ形状と金型の説明図で、（ａ）図は薄スラ
ブの場合、（ｂ）図は厚スラブの場合を示す。

【図９】実施例２におけるスラブ側面移動量の説明図で
ある。

【図１０】実施例２におけるプレス量とスラブ側面移動
量との関係を示すグラフである。

【図１１】実施例３におけるプレス量とシーム疵位置と
の関係を示すグラフである。

【図１２】実施例４におけるプレス量と折れ込み量との
関係を示すグラフである。

【図１３】幅圧下プレス装置の概要説明図である。

【図１４】フラットな金型で幅圧下したときのスラブエ
ッジ形状とプレス金型の状態図である。

【図１５】圧下面に凸部を有する金型で軽圧下したとき
のスラブエッジ形状とプレス金型の状態図である。

【図１６】圧下面に凸部を有する金型で大幅圧下したと
きのスラブエッジ形状とプレス金型の状態図である。

【図１７】圧下面に凸部を有する金型を用いてスラブを
大幅圧下したときの、熱延鋼板エッジ部の折れ込み状況
を示すもので、（ａ）図は２枚折れ、（ｂ）図は３枚折
れ、（ｃ）図は裏面に折れ込みが発生した場合を示す。

【図１８】従来の幅圧下による熱延鋼板のシーム疵の発
生状況の説明図で、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は側面
図である。

【図１９】従来の幅圧下後のスラブ幅変動状況の説明図
である。

【符号の説明】

１、５４、６１、６４ 金型 ２、５２ 傾斜部 ３ 湾曲凸部 ４、５３ 平行部 １１、５１、６２ スラブ １２ 湾曲凹部 ２１、７１ 熱延鋼板 ２２、７２ シーム疵 ６３ ドックボーン ７３ 圧下痕

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 15/00 B21B 1/02 B21J 1/04 B21J 13/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間スラブを連続的または断続的に走行
   させつつ、スラブ幅方向両側に対向して設けた傾斜部と
   平行部を有するプレス金型を、近接、離反させて所定幅
   に幅圧下を行う熱間スラブの幅圧下プレス装置の金型に
   おいて、金型の平行部に蒲鉾状の湾曲凸部を形成したこ
   とを特徴とする幅圧下プレス装置の金型。
2. 【請求項２】 熱間スラブを連続的または断続的に走行
   させつつ、スラブ幅方向両側に対向して設けた傾斜部と
   平行部を有するプレス金型を、近接、離反させて所定幅
   に幅圧下を行う熱間スラブの幅圧下プレス装置の金型に
   おいて、金型の平行部に蒲鉾状の湾曲凸部を形成し、か
   つ湾曲凸部のスラブ長手方向に高低差を設けたことを特
   徴とする幅圧下プレス装置の金型。