JPH0459041B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱間スラブ材の側面に直接接触し、
熱間スラブ材の側面を周期的に押圧して板幅を調
整するプレス工具を冷却する方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、熱間圧延用スラブ材のほとんどは、連続
鋳造機（以下連鋳機と称す）によつて生産されて
いる。しかし、現在の連鋳機は、型を通してスラ
ブ材を形成しており、スラブ幅の変更を急激に行
うことができないため、種々の板幅のスラブを効
率よく生産できない欠点がある。そこで、種々の
板幅のスラブを効率よく生産するため、連鋳機に
おいて一定の板幅のスラブを生産し、このスラブ
を熱延ラインにおいて必要な板幅に減少すること
が考えられている。このため、熱延ラインにおい
ては、広範囲な板幅調整を可能とする技術が要求
されている。

スラブ幅を減少させる技術の１つとして、堅型
圧延機によるものがある。これは、一対のロール
によりスラブの幅方向を圧下するものであるとこ
ろから、次のような欠点を有している。

(1) スラブの幅方向両端部付近にドツクボーンと
よばれる厚みの盛上がり部が生じ、後続の水平
圧延機において水平圧延をすると、幅戻り量が
大きくなる。

(2) スラブとロールとの接触部が小さいため、ス
ラブに板幅方向の座屈現象が発生し易く、１パ
スにより大幅な幅減少を行うことができず、数
パスにわたつて漸次幅減少をさせる必要があ
る。

(3) スラブの長手方向先端部及び後端部にフイツ
シユテールとよばれるクロツプ部が生じ、歩留
まりが悪くなる。

また、他のスラブ幅減少方法として、特開昭56
−68504号公報に記載されたものがある。この方
法は、先後端プレス式といわれるものでスラブの
先端部及び後端部を、テーパ部またはアール部と
直線部とを有する一対のプレス工具により、予プ
レス成形した後、竪型圧延機によつてスラブ幅を
減少させるものである。しかし、この方法による
ときは、前記した(3)のフイツシユロールを防止す
ることができるが、他の(1)、(2)の欠点を補うこと
ができない。

そこで、発明者らは、スラブを連続的に長手方
向に移動させながら、スラブ側面に平行なプレス
面を有する一対のプレス工具を用い、周期的にス
ラブを幅方向に圧縮し、幅方法の減少を図るプレ
ス式スラブ幅減少方法を考案した（特願昭57−
209367号）。この方法によると、ドツクボーンの
厚みの盛上がり部は、幅方向の中央寄りとなり、
かつその量が少なくなる。しかも、スラブ幅を大
幅に減少させることも可能である。しかし、この
方法においてもスラブ先端部と後端部とにタング
とよばれる舌状のクロツプ部が生じる。そこで、
発明者らはこの欠点を補うために特願昭58−
201502号を出願し、スラブ側面に平行な面とこの
面に対してスラブ入側方向に向け外方に傾斜した
アール部を含む面とからなる対向する一対のプレ
ス面を振動させることによつて、スラブの側面を
押圧し、幅減少させる方法を考案してスラブ先後
端クロツプを大幅に減少させることができること
をテストにより確認した。

即ち、第９図及び第１０図に示すように圧延用
素材である熱間スラブ材１０を、矢印１２に示す
如く長手方向に間歇的に移動させながら、一対の
プレス工具１４，１６により押圧し、板幅の調整
を行うものである。プレス工具１４，１６は、そ
れぞれ熱間スラブ材１０に対向したプレス面が熱
間スラブ材１０の側面に平行な平行部１４Ａ，１
６Ａと、熱間スラブ材１０の入側に向けて漸次熱
間スラブ材１０から離間するように傾斜している
絞り部１４Ｂ，１６Ｂとからなつている。なお、
この絞り部１４Ｂ，１６Ｂは、曲面をもつて構成
されることもある。

一対のプレス工具１４，１６は、それぞれ任意
の周期t₁＋t₂をもつて振幅ａの振動を行い、板幅
W₀の熱間スラブ材１０を片側ΔW／２だけ減少
させ、板幅W₁のスラブ材にする。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、一対のプレス工具１４，１６は、t₁
秒間の閉動作中、何秒間が高温の熱間スラブ材１
０に接触して熱間スラブ材１０を押圧するため、
プレス工具１４，１６の温度が次第に上昇する。
そして、その温度が飽和せずにある限度以上（例
えばプレス工具の焼戻し温度以上）になると、プ
レス工具の摩耗やクラツクの発生時、プレス工具
が著しく劣化し、使用に耐えられなくなる。

一方、高温の熱間スラブ材１０は、プレス工具
１４，１６により押圧される時に、特にその接触
部において温度が低下する。この温度低下は、同
一点におけるプレス工具との接触する回数が多い
程、低下の度合が大きい。そして、この温度低下
が大になる程、スラブ材の変形抵抗値は大きく、
かつスラブ材１０の幅方向に温度分布を有し、後
工程の水平圧延等での加工エネルギの増加、ある
いは品質向上の妨げとなる。

以上から、熱間スラブ材１０の温度の低下を防
止することが非常に重要であり、できうればプレ
ス工具１４，１６を無冷却とすることがのぞまし
い反面、プレス工具をある温度以下に押える必要
がある。

本発明は、熱間スラブ材の温度低下を極力防止
しつつ、プレス工具を高効率で冷却することがで
きるプレス工具の冷却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工具〕

本発明のプレス工具冷却方法は、搬送されてき
た高温のスラブ材の側面を周期的に押圧して板幅
を減少させるためこのスラブ材の側方に配置され
且つ、スラブ材に対向する面がスラブ材の側面と
平行な平行部とスラブ材の入側に向けてスラブ材
に対し漸次離間している絞り部とからなるプレス
面を有するプレス工具の冷却方法において、冷却
液を前記プレス工具のプレス面の上下方向の少く
ともいづれか一方から供給し、その供給角度が前
記スラブ材と前記プレス工具との離隔時に前記冷
却液が前記工具プレス面に当るようにしたことを
特徴とする。

〔実施例〕

前記したように熱間スラブ材の温度低下は、極
力避ける必要がある。そこで、発明者らは、熱間
スラブ材を押圧するプレス工具のプレス面の温度
変化と、このプレス工具の冷却方法を温度計算及
び実験により種々検討した。第８図はその実験結
果の一例を示したものである。なお実験条件は、
第９図に示した幅減少方法により、熱間スラブ材
の寸法が220mm厚×1500mm幅×12ｍ長とし、第１
回目の幅減少開始時の温度は1150℃、プレス工具
の初期温度は20℃とし、１本のスラブ材は60秒で
幅減少完了するようにした。また、プレス工具の
開閉振幅ａは100mm、１回のプレス動作における
熱間スラブ材の減幅量ΔW／２は85mmとした。し
たがつて、プレス工具の開時のプレス面と熱間ス
ラブ材との間隔は15mmである。また、プレス工具
の開閉周期（t₁＋t₂）はt₁＝t₂として0.715×2sec
とし、t₂秒間に送る熱間スラブの送り量を368mm
とした。

第８図の実線に示す如く、プレス工具を冷却し
ない場合、プレス工具に生ずる最高温度が表面に
おいて生じ、スラブ材と周期的に接触する点Ｃで
発生し、スラブ３本目幅減少後では〜700℃とな
り、プレス工具の使用許容温度（550℃前後：プ
レス工具材の焼戻し温度）を越えてしまう。そこ
で、熱間スラブ材を極力冷却せずに、プレス工具
だけを冷却する方法として第７図に示すように、
プレス工具１４，１６の内部を冷却する方法を考
えた。しかし、この効果は、第８図の破線で示す
ように、あまり期待でないことが判明した。

一方、プレス工具１４，１６が開動作中にプレ
ス工具１４，１６のプレス面を水冷（α＝
1000Kcal／mm²sec℃程度の噴霧に近い冷却）した
場合の計算結果は、第８図の１点鎖線で示す如く
なつた。この場合、スラブ３本処理後のプレス工
具表面温度は、〜510℃程度であり、かつほとん
ど飽和している。

以上の検討結果からみると、プレス工具の温度
上昇抑制には、温度上昇の著しいプレス工具表面
を冷却しなければならないことが明らかである。

そこで、発明者らは、熱間スラブ材１０の温度
低下の防止を前提に、効率よくプレス工具を冷却
する方法として、プレス工具が第９図に示した動
作の開動作中（t₂秒間）にスラブ材と離れること
に着目し、この時にプレス面を冷却する方法を考
案した。

以下、本発明に係るプレス工具の冷却方法を実
施した装置の好ましい実施例を、添付図面に従つ
て詳説する。

第３図は、本発明に係る実施例の冷却装置を備
えたプレス装置の概略構成図である。第３図にお
いて熱間スラブ材１０は、ピンチローラ２０によ
りプレス装置２２に送られ、一対のプレス工具１
４，１６により幅方向にプレスされた後、幅減少
後スラブ１８となつてピンチローラ２４により引
き出される。プレス工具１４，１６は、それぞれ
工具支持台２６のあり溝２８に嵌入している。工
具支持台２６は、シリンダ３０のピストン３２に
結合しており、ハウジング３４の内部をスラブの
進行方向に直交して移動できるようになつてい
る。また、プレス工具１４，１６には、それぞれ
スラブの入側と出側に工具支持台２６に隣接して
係合部３６が設けられており、この係合部３６に
クランク状をなす固定フツク３８が係合してい
る。この固定フツク３８は、中間部がピン４０を
介して工具支持２６に設けたブラケツト４２に枢
支されており、後端部がピン４４を介してシリン
ダ４６のピストン４８に枢支されている。このシ
リンダ４６は、油孔５０，５２に作動油が導かれ
ることにより、固定フツク３８を緩めて固定フツ
ク３８と係合部３６とを係脱できるようになつて
いる。

前記したシリンダ３０は、位置検出器５４が設
けられると共に、油孔５６，５８が形成されてい
る。油孔５６，５８には、サーボバルブ６０に連
通する配管６２，６４が接続されている。サーボ
バルブ６０は、油タンク６６とポンプ６８とに接
続されており、位置検出器５４からの検出信号を
受けるコントローラ７０を介して指令器７２によ
り作動する。

シリンダ３０は、スクリユー７４に結合してい
るガイド７６に固定されており、スクリユー７４
の作動に伴いガイド７６と一体にハウジング３４
内を移動する。スクリユー７４は、ハウジング３
４に設けたケーシング７８を貫通しており、ねじ
部８０がケーシング７８内に設けたウオームホイ
ール８２と螺合している。そして、ウオームホイ
ール８２は、ウオーム８４の回転に伴いスクリユ
ー７４の周囲を回転し、スクリユー７４をスラブ
の進行方向に対し直交して移動させる。

ハウジング３４の前後に配置したピンチローラ
２０，２４は、それぞれ軸受８６，８８に回転自
在に支持されており、減速機９０，９２を介して
駆動モータ９４，９６に連結されている。駆動モ
ータ９４，９６の回転数n₁、n₂は、指令器９８，
１００の指冷値をコントローラ１０２，１０４を
介して図示しないモータ駆動電源に入力すること
により与えられる。また、駆動モータ９４，９６
には、それぞれ回転計１０６，１０８が取り付け
てあり、ピンチローラ２０，２４の実際の回転数
が検出されてコントローラ１０２，１０４に帰還
され、指令器９８，１００の指令値と比較し、常
に正しい回転数n₁、n₂となるようにしてある。

プレス工具１４，１６は、それぞれ絞り部１４
Ｂ，１６Ｂが平行部１４Ａ，１６Ａに対する傾斜
角θが６〜20度となつており、それぞれが振幅
ａ、閉動作時間t₁秒、開動作時間t₂秒で振動す
る。そして、熱間スラブ材１０は、プレス工具１
４，１６の閉動作中（t₁秒間）に片側ΔW／２幅
減少させられ、一方開動作中（t₂秒間）ピンチロ
ーラ２０，２２によつて長手方向に送り込まれ
る。

ガイド７６には、第１図に示すようにプレス工
具１４，１６の冷却配管１１０固定用のブラケツ
ト１１２が取付けられており、冷却配管１１０の
先端部に噴射角αのノズル１１４が取付けられて
いる。冷却配管１１０は、伸縮自在のホース１１
６と接続されており、スラブ幅W₀の変更に対応
できるような構造となつている。また、冷却配管
１１０は、第２図に示すようにプレス工具１４，
１６のプレス面に沿つて屈曲し、長手方向に沿つ
て複数のノズル１１４が配設されている。

ガイド７６の位置は、素材スラブ幅に応じてス
クリユー７４により設定されるため、ノズル１１
４の材料流れと直角方向の位置が自動的に設定さ
れ、残るは、ノズル１１４の噴射角αの設定とな
る。ここで、ノズル１１４の噴射角αは、第１図
に図示の如く、プレス工具１４，１６の開動作中
に熱間スラブ材１０に極力当たらず、かつ、プレ
ス工具の中央部付近まで冷却可能ならしめるよう
に選ぶ。

このように構成することにより、プレス工具１
４，１６の開動作中にプレス面に冷却水を供給で
き、プレス工具１４，１６を高効率をもつて冷却
することができるとともに、熱間スラブ材１０に
水がかからないのでその温度低下を最小限に押え
ることができる。

第４図は、プレス工具１４，１６の閉動作中、
即ちプレス工具１４，１６が熱間スラブ材１０を
押圧している時に、冷却水がプレス面に流出する
のを防止するため、堰１１８を設けた例を示した
ものである。すなわち、図示のように、プレス工
具１４，１６の開動作中（実線位置）は、冷却水
は熱間スラブ材１０に極力当たらないように、か
つプレス工具１４，１６には、その上面及び下面
に加え、プレス面の中央部付近まで冷却可能に噴
射するようにしている。一方、プレス工具１４，
１６の閉動作中（２点鎖線位置）は、冷却水が熱
間スラブ材１０に直接当らないようにしている。
しかし、プレス工具１４，１６の上面及び下面に
噴射された冷却水がプレス面に流出すると、スラ
ブ材１０の温度低下をもたらすことがある。堰１
１８はそのような流出を防ぎ、冷却水が熱間スラ
ブ材１０に極力当たらないように作用して、熱間
スラブ材の温度低下を抑制する。

なお、熱間スラブ材１０の上下方向からの冷却
ができない場合には第５図のように、噴射角α′を
もつて上方あるいは下方から冷却してもよい。

また、前記実施例では、ノズル１１４を有する
冷却配管１１０がブラケツト１１２を介してガイ
ド７６に取付けられた場合について説明したが、
固定部材たとえばハウジング３４に取付け、ノズ
ル１１４の部分を素材スラブ幅W₀に応じて可動
とする構造としてもよい。さらに、第６図のよう
に、ノズル１１４を有する冷却配管１１０を固定
部材、例えばハウジング３４に取付け、冷却配管
１１０を素材スラブ材幅W₀に応じて回動させる
ことにより、冷却水が熱間スラブ材１０に当たら
ぬよう設定することもできる。

また、冷却水は、プレス工具１４，１６の開動
作中のみ噴射する方法と、常時噴射する方法の２
方法があり、本発明はいずれの方法にも適用でき
るが、後者の方が、閉動作中もプレス工具１４，
１６の冷却に寄与すること、設備の簡単なこと等
利点が多い。ただ、常時噴射する方法の場合にお
いて、プレス工具１４，１６の上面及び下面に噴
射された冷却水が、プレス面に流出することによ
るスラブ材１０の温度低下が問題になる場合は、
第４図に示した堰１１８を設けるのが好ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、熱間ス
ラブ材の温度低下を極力防止しながらプレス工具
を効率よく冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプレス工具の冷却方法を
実施した装置の実施例の正面図、第２図は前記実
施例のノズルの配置図、第３図は本発明に係るプ
レス工具の冷却装置を備えたプレス装置の構成
図、第４図はプレス面に冷却水が流出するのを防
止する堰を設けたプレス工具の例を示す図、第５
図及び第６図は本発明に係るプレス装置の冷却方
法の他の実施例を示す図、第７図はプレス工具を
内部冷却する例を示す図、第８図はプレス工具の
冷却効果を比較した図、第９図及び第１０図は一
対のプレス工具によるスラブ材の板幅減少方法の
説明図である。 １０……熱間スラブ材、１４，１６……プレス
工具、１４Ａ，１６Ａ……平面部、１４Ｂ，１６
Ｂ……絞り部、１１０……冷却配管、１１２……
ブラケツト、１１４……ノズル、１１６……ホー
ス、１１８……堰。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 搬送されてきた高温のスラブ材の側面を周期
   的に押圧して板幅を減少させるためこのスラブ材
   の側方に配置され且つ、スラブ材に対向する面が
   スラブ材の側面と平行な平行部とスラブ材の入側
   に向けてスラブ材に対し漸次離間している絞り部
   とからなるプレス面を有するプレス工具の冷却方
   法において、冷却液を前記プレス工具のプレス面
   の上下方向の少なくともいづれか一方から供給
   し、その供給角度が前記スラブ材と前記プレス工
   具との離隔時に前記冷却液が前記工具プレス面に
   当るようにしたことを特徴とするプレス工具の冷
   却方法。 ２ 前記冷却材の供給は、前記プレス工具が前記
   スラブ材を押圧する際に、前記プレス面への前記
   冷却液の流出を防止したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載のプレス工具の冷却方法。