JPH0237904A

JPH0237904A - 熱間スラブの幅プレス用金型

Info

Publication number: JPH0237904A
Application number: JP18726388A
Authority: JP
Inventors: Akinori Sagawa; 寒川　顕範; Satoru Fujii; 悟藤井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1990-02-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、プレス加工法により熱間スラブを全長にわ
たって幅圧下し、所定幅のスラブを製造する際に使用さ
れるスラブの幅プレス用金型に関する。

（従来の技術）近年、需要家から要望される鋼板類の製品サイズは多種
にわたっている。かかるサイズの異なる鋼板類の圧延工
程に、製品サイズに見合った素材スラブを容易に供給で
きるならば、作業工程の簡素化や歩留向上が図れること
から、幅の異なるスラブの製造方法が種々提案されてい
る。

例えば、連続鋳造中に鋳型の幅変えを行う方法、竪型圧
延機で幅圧下する方法、プレスにより幅サイジングする
方法、などがある。

上記プレスによる幅サイジング方法は、第１図に示すよ
うに、スラブ側面に対し平行な面２ａと傾斜した面２ｂ
からなる押圧面２を有する一対の金型１を矢印方向に周
期的に進退させ、白抜き矢印方向から移動して来るスラ
ブＳの側面を押圧して幅サイジングする方法であり、前
記鋳型幅変更法あるいは竪型圧延機による幅圧下法に比
べ、サイジング能力が優れていることから最近多く使用
されるようになった。

しかしながら、上記プレス法では、スラブ押圧時に金型
とスラブとの接触時間が長いため、金型温度が著しく上
昇して押圧面に変形や摩耗が生じ、金型寿命を縮める原
因になっている。また、金型交換頻度の増加によって生
産性の低下を来すという問題を生じている。

上記のような問題に対し、従来では、専ら下記のような
金型冷却手段がとられている。

（ａｌ金型押圧面に散水する金型外部冷却法これは、ス
ラブのプレス中に金型押圧面に多量の散水をして冷却す
る方法である。しかし、この冷却法ではスラブ端部が局
所的に過冷却され、スラブ品質に悪影響を与える恐れが
ある。前記プレス中の散水冷却の他に、先のスラブを押
圧した後、次のスラブが到着するまでの間に冷却する方
法もあるが、先の押圧で金型内部まで高温になっている
ため、短時間の散水では充分な冷却は行えない。

また、外部冷却法では、金型表面のみが急冷され内部と
の温度差が大きくなり、熱応力によって金型押圧面に割
れが発生することがある。

（ｂｌ金型内部に通水する金型内部冷却法これは、金型
内部に水路を設は冷却水を流通させて冷却する方法であ
る。しかし、高速で往復運動する金型を冷却するため、
大型で複雑な機構の装置が必要になって、多額の設備費
を必要とする上、メンテナンスにも労力を要す。また内
部冷却であるため冷却効率が低い、等の問題がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、プレス金型押圧面に適正な厚さの酸化
物層を形成させ、耐摩耗性と耐割れ性を備えたスラブの
幅プレス用金型を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、スラブの幅プレス用金型の寿命延長を図
るため種々検討を重ねた結果、下記のような貴重な知見
を得た。すなわち、（ａ）プレス時の金型とスラブの接触は、金属同志の接
触であり、しかもスラブが塑性変形をして密着度が増す
ので熱伝達率が著しく増大する。このためスラブの保有
熱が接触面を通じて金型に大量に伝達され、金型表面温
度は急激に上昇する。

（ｂ）その温度は、例えば、１２００°Ｃのスラブに０
．５秒間接触した場合でも、金型押圧面温度は４００〜
５００　’Ｃに達する。

（Ｃ）実操業でスラブを全長幅プレスする場合、上記（
ｂ）の状態が約１秒間隔で６０〜７０回繰り返されるた
め、金型表面温度は約８００°Ｃにも達し、内部温度も
かなりの高温になる。

（ｄ）高温状態が長期に続くと、金型材質が変質して機
械的強度が低下し変形や割れを生じる。

（ｅ）金型表面に、耐熱性を有し熱伝達性の低い酸化物
を形成させれば、金型温度の上昇を抑制でき変形や割れ
を防止できる。

本発明は、上記知見に基づいて成されたものであって、
その要旨は「スラブ側面に対し平行な面と傾斜面を有す
る金型押圧面に厚さ２０〜２５０μｍの酸化物層を形成
させたことを特徴とする熱間スラブの幅プレス用金型」
にある。

（作用）以下、本発明のスラブ幅プレス用金型について、更に詳
しく説明する。

第２図は、材質がＳＮＣＭ６３０（成分Ｃ：０．２７％
、Ｓｉ：０．２５％、Ｍｎ：０．４４％、Ｐ：０．０１
３％、Ｓ：０．０１１％、Ｃｒ：２．９８％、Ｎｉ：２
．８４％、Ｍｏ：０．５４％）で、機械加工したままの
押圧面２を有する金型ｌと、上記金型と同し材質で押圧
面２に厚さ５０μｌの酸化物層（主成分Ｆｅｄ）を形成
させた金型１を、温度１２００’ＣのスラブＳに接触（
押圧）させたときの金型表面の温度変化を示したもので
ある。菌中、Ａ線が酸化物層を形成させた金型の場合を
、Ｂ線が機械加工をしたままの金型の場合を示している
。

この図から、金型１がスラブＳに接触を開始してから０
．５秒後の温度は、機械加工面の金型の場合には、４５
０°Ｃを越えているのに対し、表面処理により酸化物層
を形成させた金型の場合には約３５０°Ｃであり、酸化
物形成金型の方が１００°Ｃ以上も低いことが分かる。

この時の熱伝達係数は、機械加工面金型の場合の熱伝達
係数は８４００Ｋｃａｌ／ｍ２ｈ’ｃであるが酸化物形
成金型の場合には３５００Ｋｃａｌ／ｍ”ｈ’ｃとなっ
ており、はぼ２．４分の１に低減していることが分かっ
た。

幅プレス用金型材料としては、ＳＮＣＭ６３０等が使用
されている。このような材料で製造された金型の押圧面
に酸化物層を形成させると、酸化物そのものが硬質で機
械的強度が高く、熱伝導性の極めて低いものである上、
第３図に示すように酸化物３が押圧面２に入り込みアン
カー効果の役目を果たし金型押圧面に強固に固着される
。

また、上記酸化物層は、適正な厚さであることが重要で
ある。第４図に示すように、酸化物層の厚さが２０μｍ
未満であると断熱効果が少なく、方、２５０μＩを越え
ると機械的衝撃により剥離することがあるから、本発明
においては酸化物層の厚さを２０〜２５０μＩに限定す
る。

上記第４図に示される試験の結果は、第６図に示すよう
な装置を用いた試験によって得られた。

即ち、その結果は、予め誘導コイル４で１２００°Ｃに
加熱されているスラブ相当材Ｓ１に、表面に酸化物層５
を形成させた試験片６を油圧シリンダー７により押しつ
け、その時の試験片温度を試験片６内に取りつけたサー
モカップルで測定することにより得た。

また、金型押圧面に酸化物層を形成させるには下記のよ
うな方法が用いられる。

例えば、大気雰囲気炉又は水蒸気雰囲気炉に金型を搬入
し、９００°Ｃの温度で２〜５時間保持した後、炉内で
常温まで冷却するという方法等である。

（実施例）以下、実施例の基づき本発明の金型について更に説明す
る。第１図に示すような形状で、材質がＳＮＣＭ６３０
の金型を、水蒸気雰囲気炉内で８００〜９００°Ｃに４
時間保持した後炉冷を行い、金型押圧面に平均厚さ８０
μ慣、主成分がＦｅＯの酸化物層を形成させた。

この金型を用い、連続鋳造により鋳造された幅１０００
〜１６００ｍｍ、厚さ２５０〜２７０　ｍｍ、長さ６〜
１０ｍ、温度が１１００〜１２００°Ｃのスラブ５００
’、を、幅圧下量１００〜３５０１Ｉｌ１１でプレスし
、金型押圧面の温度変化と押圧面の損傷状態を調べた。

また本発明の金型の効果を明確にするため、押圧面を機
械加工したままの金型を用い、同じ条件で５００１シの
スラブを幅プレスした。

第５図に、本発明と従来の両方の金型押圧面の温度変化
を示す。図において、実線で示すａ線が本発明の金型を
使用した場合、点線で示すｂ線が押圧面を機械加工した
金型を用いた場合である。

なお、図中■の区間が１木目のスラブを押圧したときの
温度変化を示し、■が２本口の場合を示している。５木
目以降は省略した。また図中Ｃは、前スラブのプレス終
了後、次のスラブが搬送されて来る間、金型押圧面に散
水による外部冷却を行った区間を示している。

第５図から、従来の！！！械加工面を有する金型の場合
には、金型押圧面は最高６００°Ｃまで上昇しているが
、本発明の押圧面に酸化物層を形成させた金型の上昇温
度は約５００°Ｃであり、本発明になる金型の方が１０
０°Ｃ程度低くなっている。

次に、スラブを５００本プレスした後の金型押圧面を調
べたところ、本発明の金型の場合には、押圧面の割れや
摩耗は殆どな（、酸化物層の剥離も見られなかった。一
方、従来の機械加工面の金型の場合は摩耗が生じており
、押圧面全体に多数の割れが発生していた。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の金型は耐摩耗性および耐
割れ性が極めて優れているから、金型寿命を大幅に延長
させることができ、幅プレス効率の向上、保全作業の省
力化、金型補修費用の低減が可能になるなど、その効果
は掻めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プレス用金型でスラブを押圧した状態を示す
概略平面図、第２図は、本発明と従来の金型がスラブとの接触により
金型表面温度が上昇する状態を示す図、第３図は、金型
押圧面に形成された酸化物層の拡大断面図、第４図は、金型押圧面に形成された酸化物層の厚さと金
型表面温度との関係を示す図、第５図は、プレス経過時
間と金型押圧面の温度変化を示す図、第６図は、第４図に示される酸化物層厚さと金型表面温
度との関係を調査するために用いた試験装置の概略図、である。１は金型、２は押圧面、３及び５は酸化物層、４は誘導
コイル、６は試験片、７は血圧シリンダ、Ｓ及びＳｌは
スラブ。セ／図 ↓ ↓ ケ？図角＋、時口（李・し）痺図乙て次図奢困ブしスｔ４−′Ｊｈ吟園（粋）

Claims

【特許請求の範囲】

スラブ側面に対し平行な面と傾斜した面を有する金型押
圧面に、厚さ２０〜２５０μｍの酸化物層を形成したこ
とを特徴とする熱間スラブの幅プレス用金型。