JPH0829322B2 - スラブの幅圧下方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） スラブの幅圧下は、その連続鋳造操業における連鋳鋳
型の集約による省エネルギー、工程短縮のメリットが著
しく近年来、連鋳スラブの幅を統合して、連鋳とホット
ストリップミルとを同期化することも計画されるように
なった。

スラブの幅を統合しようとするとホット粗圧延工程で
スラブの幅を製品最小幅に至るまで大幅圧下し得ること
が必要であり、この要請を有利に満たす、スラブの幅圧
下方法を以下に述べる。

（従来の技術） 従来の幅圧下調整法としての堅ロールミルによる幅圧
下法を発展させた、大径ロールや大径カリバーロールに
よる大幅圧下法がすでに知られている。

しかるに、これらの方法ではロールによる大圧下であ
るため特にスラブの先後端において幅圧下されたメタル
が先後端に流れてしまい、いわゆるクロップが非常に大
きくなって歩留りを極端に悪化させる欠点があった。

一方特開昭59-101201号公報によると下死点開度を一
定に設定して互いに接近、離隔する一対のプレス工具間
にスラブを送り、その傾斜部でスラブの幅を徐々に減じ
るとともに平行部で所定のスラブ幅に大幅圧下する連続
プレス法が提案されている。

しかるに下死点での平行部開度を一定に保っているに
もかかわらずこの方法でスラブの幅圧下を行なうと成形
後のスラブ幅がスラブの送り位置に対応して変動し幅偏
差を来す。これは成形時に平行であったスラブ幅端間距
離が後続の圧下による影響をうけて非平行となって幅が
減少し、後の圧延工程でこれが助長され、製品の幅変動
の原因となっていた。

（発明が解決しようとする問題点） プレスによる幅圧下をしたスラブにおける幅偏差をな
くして、幅精度の良い製品を得るための幅圧下法を提供
することがこの発明の目的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、工具底とこの工具底につながる傾斜部を
有する一対のプレス工具の間にスラブを入側から出側に
送り進めながら、プレス工具のスラブ幅方向への所定間
隔までの接近と反転離隔を繰り返すことにより、スラブ
を挟圧加工するスラブの幅圧下方法において、各プレス
工具の工具底を挟圧方向に直交する平面に対し、それぞ
れの傾斜部と同じ方向に傾斜させてスラブを挟圧加工す
ることを特徴とするスラブの幅圧下方法である。

この発明を実施するに当たっては、工具底をスラブの
入側に向かって先拡がりとなるように傾斜させてスラブ
を挟圧加工するか、あるいは、工具底をスラブの入側に
向かって先拡がりとなるように傾斜させて、スラブの後
端部を除く先端部および中途部を挟圧加工し、工具底を
スラブの出側に向かって先拡がりとなるように傾斜させ
て、スラブの後端部を挟圧加工するのがよく、工具底に
ついては挟圧方向に直交する平面に対して0.5〜３°の
傾斜角度にする。

成形後のスラブ幅を規定するプレスの下死点状態にて
一対のプレス工具の互いに向い合う工具底を平行にして
成形すると、次の送りによってこの成形された部分が抜
け出して、新たにプレス工具間に送られた部分に圧下が
加わったときに先に成形された部分に随伴的な変形（以
下回転という）を来すために、その幅が送りピッチに応
じて変化してしまう。そこで、この回転に見合う分だけ
下死点状態でプレス工具の工具底を予め傾けておくこと
によって上記の問題の解決を図ったわけである。

第１図（ａ）はこの発明の方法に従うスラブの幅圧下
要領を説明する模式図であり、スラブ１の先端と後端の
間である中途部において幅圧下を行なっている状態を示
す。

図において右側がスラブの入側であって、該スラブは
図の右側から左側に送り進められながら幅が圧下され
る。

ここで一対のプレス工具２の入側傾斜部を とし入側傾斜部 との交点を2G、出側点を2Cとする。工具底 は入側傾斜部 と同じ方向に傾斜しており、かつ、プレス工具の挟圧方
向に直交する平面に対してαの傾斜角度を有している。

図においてプレス工具２が開かれ、スラブ１が図の右
側から左側の方向へ送られた時点の状態を実線で示すが
このとき前回の圧下により入側傾斜部 にてスラブ幅は、 のように変っている。この状態からプレス工具２が二点
鎖線で示した下死点に達する間に、斜線を施した領域が
圧下されることによってスラブ形状は折線状の破線 となるのであるがこのとき入側傾斜部 によりまずスラブの出隅1Aの近傍から圧下され始めるの
に応じて未圧下域 が図示した方向に回転し、下死点において角度θだけ回
転した変形を生じる。

従って従来法のように工具底の傾斜角度α＝０の場
合、成形後のスラブ平面形状は第１図（ｂ）で破線に示
す模式図のようになり、θの回転により最小スラブ幅は
設定下死点開度より狭くなる。一方、工具底に傾斜角度
αになる傾斜部を設けた場合、回転成分を考えないとス
ラブ幅分布は第１図（ｂ）の実線のようになりスラブ幅
は設定下死点開度より広くなるので、回転を考慮する
と、傾斜角度α＝θの場合図中の破線と相殺されて長手
方向に均一幅のスラブが成形できる。

また傾斜角度α＞θの場合、第１図（ｂ）の一点鎖線
状となり、スラブ最大幅が更に大きくなり最小幅は下死
点開度となる。

結果として傾斜角度α＞θの場合、スラブ最小幅は下
死点開度となる。従って傾斜角度α＝０の場合、最小ス
ラブ幅をスラブ幅、幅圧下量の関数で推定する必要があ
るのに対し、傾斜角度α＞θとしておけば最小スラブ幅
は確実に下死点開度で規定される事になる。

以上が傾斜角度αをつけた効果の基本的考えである。
スラブ幅の不足部分は後工程で回復させることができな
いが、広い場合にはエッジング圧延や幅制御で均一にす
ることができるので、傾斜角度α＞θとして最小幅を確
実に規定できるほうが優れている。

基本的に傾斜角度α＞θであれば、下死点状態で工具
底 面は直接圧下されることとなる。従って成形後のスラブ
幅が下死点間隔よりも狭くなることはないので成形後の
スラブ幅は下死点における工具の端2Cの間隔で確実に規
定され得る。

なお厳密に言えば上記回転の角度θはスラブ幅、工具
底長さ、傾斜部の角度及び幅圧下量などに依存するが通
常、傾斜角度αを0.5〜３°程度に設定するだけで、工
具底 の傾斜角度α＝０の場合に最小スラブ幅を推定するため
必要であった多大な実験をベースにした予測をするまで
もなく、順次に上記の挟圧成形を長手方向に反覆すれば
よい。

以上この発明の方法によるスラブの中途部における幅
圧下方法の基本について述べたが、スラブの前端又は後
端の挟圧加工である予成形についてもこの発明を適用す
ることができ、この発明を後端部の予成形に適用した事
例を第２図を用いて以下に説明する。

すなわちスラブ進行方向は図の矢印の方向であって、
図の右側がスラブの入側、図の左側がスラブの出側であ
る。スラブの先端から図示していない一対のプレス工具
によりすでに述べたようにして幅圧下を後端の近くまで
進行させた途中の状態から出側傾斜部 を有する後端予成形用プレス工具２′でスラブ後端部の
成形を行う。ここでもプレス工具２′の工具底は従来法
のように傾斜角度α＝０ではなく、プレス工具の挟圧方
向に直交する平面に対して、出側傾斜部と同じ方向に傾
斜している。この後端の予成形ではプレス工具２′で成
形されたスラブ幅端面間隔1H,1Hは所望の幅圧下をした
スラブ幅1F,1Fよりは広いが、このスラブを再び先端側
から幅圧下して最終段階にて が角度θだけ回転しても、ここでも傾斜角度α＞θにな
るので成形後のスラブ幅が所望の成形後のスラブ幅より
減少することはない。

以上述べたこの発明の方法では第１図（ａ）のよう
な、すなわち第３図（ａ）に示した先端から順次幅圧下
する場合のプレス工具２は工具底が入側傾斜部の傾きと
同じ方向にα＝α₁だけ傾斜させたものと、同図（ｂ）
のように後端予成形用専用のプレス工具２′については
工具底が出側傾斜部の傾きと同じ方向に傾斜角α＝α₂
だけ傾斜させたものとを使い分けるか又はこれらを一体
にした同図（ｃ）のような形状としてもよい。

なお、傾斜角度は入側傾斜部と同方向のときα₁、出
側傾斜部と同方向のときα₂とした。

何れの場合も工具底に傾斜をつけている例であるが、
さらに同図（ｄ）のように従来のような工具底を平行圧
下面とする工具を用い、先端からスラブを圧下する場合
には工具底を入側が広くなるように傾斜させ、また、後
端予成形時には逆に出側が広くなるように傾斜させても
よい。このように傾斜させるには入側、出側の工具保持
軸４の長さを調整することによって可能となる。

これに対し従来法による幅圧下法について参考のため
第４図の模式図を用いて説明すると、同図（ａ）はスラ
ブ１の先端をプレス工具２の平行部 で所望のスラブ幅まで圧下し、工具が下死点になった状
態を示す。

次に工具間隔を広げると同時にスラブを送ると同図
（ｂ）のようになる。これから工具間隔を減少させ幅圧
下を行なうのであるが、プレスの下死点の近傍に至る途
中の状態を同図（ｃ）に示すように、このとき同図
（ａ）の圧下で生じたスラブ１の平行部 は同図（ｃ）の矢印のように幅圧下部のメタルフローに
対応して、直接には工具による幅圧下を受けないにもか
かわらず回転しその幅が長手方向で変動する。このよう
なメタルフローは工具が下死点に至るまで進行するので
同図（ｄ）のように下死点の状態では、同図（ａ）の圧
下で工具の平行部と傾斜部との交点2Bで成形されたスラ
ブの幅せん移部1B,1B間の距離が減少する。このためス
ラブ１の側面と、工具平行面間に空間３が生じる。上記
のように第４図（ｂ）のスラブの平行部 全体が回転して同図（ｄ）のように２θ＞０となり空間
３は幅遷移部1Bの局部に限らない。従って一般に工具の
平行部と入出側の傾斜部を曲面により連続的な面を構成
し圧下時にスラブ側面に疵をつけないように配慮されて
いるがその程度の曲面ではこの空間を補なうことができ
ない。

全長にわたって幅圧下を行なうためには第４図（ｂ）
〜（ｄ）と繰り返えすが、同図（ｄ）で新たに生じた幅
せん移部1B′,1B′が次の圧下で再びその間隔を減少し
空間を同様に生じる。

このように下死点状態で工具底部が平行になるように
して幅圧下すると第４図（ｅ）のように全長幅圧下後ス
ラブ幅が周期的に変動するようになる。特に先端では非
定常変形となり材料の拘束がないため回転量が大きくな
る問題があった。

以上は先端から順次幅圧下を繰り返えし後端まで成形
する場合について述べたが、場合によっては先端から順
次圧下し、その途中から工具開度を広げスラブを先送り
し、第５図（ａ）のように後端をあらかじめ成形してお
く場合がある。この圧下の後再び工具開度を広げスラブ
を後方に逆送し、先端から順次圧下した際の成形途中の
部分から残りの未圧下部１′の成形を行なうが、第５図
（ｂ），（ｃ）のように後端近くの圧下の際に矢印のよ
うなメタルフローが生じ第５図（ａ）で予成形した後端
の平行部 が回転し、1C,1Cの距離が減少しこの部分の幅落ちが生
じ、その結果このようにして幅圧下したスラブの平面形
状を模式的に示すと第５図（ｄ）のようになる。

（作用） スラブ幅を決める工具の下死点状態で幅圧下面となる
一対の工具底面を平行とすると、平行部で圧下された面
が次の圧下により直接圧下を受けないにもかかわらず回
転することにより幅変動するので、この回転に見合う分
だけ下死点状態で工具底を傾けておくことの有用性は明
らかである。

（実施例） 表１に示すように厚み220mm,長さ12000mmで、幅が130
0mm,1900mm及び2200mmの三種のスラブを用意し、何れも
1200℃に加熱した上で、これらにつき200mmと400mmの幅
圧下を行なった。

従来法では第４図に示した連続的な幅圧下手順にてN
o.1の1300mm幅スラブ、No.2の1900mm幅スラブともに工
具底の平行部にその先端500mmを送り込んで第４図
（ａ）のように先端を予成形した後、順次スラブを送
り、No.1材はそのまま後端まで成形しNo.2材は後端を予
成形するために途中で先端側からの逐次圧下を中断し工
具を開いてスラブを送り込んでから第５図（ａ）のよう
に後端500mmを工具の平行底部で200mm圧下した後、再び
先端側の圧下残し部から後端にかけて順次圧下を続行し
た。

一方、この発明の方法に従い1300mm幅のNo.3材、1900
mm幅のNo.4材、及び2200mm幅のNo.5材を、従来材と同じ
ように工具底部で先端500mmが予成形できるようにスラ
ブを送り込んだ後幅圧下した。

このときNo.3材ではα₁＝1.0°、No.2材ではα₁＝2.0
°そしてNo.3材ではα₁＝3.0°の角度（傾斜角度）を付
してスラブ入側に向かってプレス工具底の間隔が広くな
るように第３図（ｄ）の仕組みにてプレス工具底を傾斜
させた。以後、この傾角を保ったまま順次スラブを送っ
て幅圧下を繰り返えしたのちNo.3,No.5材についてはそ
のまま後端まで成形し、No.4材は途中で後端予成形する
ためにプレス工具開度を開いて一たんスラブを送り込み
後端500mmを予成形したが、ここで工具底をα₂＝0.6°
の角度にて出側に向かってプレス工具底の間隔が広くな
るように傾斜させ、引続きこの圧下の後、工具を開け、
スラブを逆送して先端側の圧下残り部から順次幅圧下し
た。このときプレス工具底が再びα₁＝2.0°になるよう
に傾斜させた。これらのスラブを卸して先後端の幅W₀,W
₀′と先後端から500mm位置の幅W₅₀₀,W₅₀₀′を測定した
結果及び従来法材のθ₁，θ₂を測定した結果を表１に示
す。

また表１にあわせ示したNo.6〜９材は幅圧下量を400m
mに増したときの結果であり、圧下量が大きくなっても
α₁＝１°〜３°であれば幅偏差は少ない。即ち傾斜角
度α＝0.5〜３°であればスラブ幅1300〜2200mm、幅圧
下量200〜400mmの通常の幅圧下条件内では圧下後の幅偏
差が０〜＋6mmと良いことがわかる。なお傾斜角度αを
３°より大きくすると幅偏差が正の側に急激に増大し、
後続の圧延でエッジャーの負担が増えるので好ましくな
い。

この結果、従来法によるスラブでは1300幅No.1材では
先端より500mm位置の幅が9mm狭くまた、1900幅のNo.2材
では25mmも狭くなっていることが明らかとなった。また
後端予成形したNo.2材では後端より500mm位置の幅が後
端より10mm狭いものとなった。1000mm幅コイルの幅精度
を1mm向上させると歩止りは0.1％向上し、その金銭メリ
ットはぼう大なので業界では1mmでも幅精度を向上させ
るために多大な労力を費やしている。

この中で上記のようにプレス後の幅変動が９〜25mmも
あっては歩止りの大幅ダウンにつながる。まして、上記
のように先後端から0.5m位置の幅が９〜25mmも狭くて
は、12mスラブの先後端の計1m分を切捨てる事になりか
ねない。

通常ホットストリップの粗及び仕上圧延では幅精度を
向上させるために幅の自動制御を行なっているが、これ
は幅に余裕があった場合に十分にその能力を発揮するも
のであり、所定のスラブ幅に成形した後で上記のように
９〜25mmも幅が不足していると、自動制御では救うこと
ができない。

これに対し、この発明の方法では先後端から500mm位
置の幅のほうが０〜6mm広いのでこの程度の幅変動も自
動幅制御で均一幅にすることが可能である。

（発明の効果） この発明の方法により大幅圧下後のスラブ幅変動が減
少するとともに、従来法材のように先後端から中央部へ
入った位置での幅不足がなくなるのでホットストリップ
の幅精度が向上し歩止りが大幅に向上し、その経済的な
効果は非常に大きい。本発明方法を用いることにより、
スラブ幅圧下時の幅変動が抑制され良好な断面形状の縮
幅スラブを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるスラブ途中部の幅圧下要領の説
明図 第２図はこの発明を後端予成形に適用する要領の説明図 第３図はこの発明の実施に用いて好適なプレス工具の具
体例を示す模式図 第４図は従来幅圧下方法の説明図 第５図は従来法に従う後端予成形の説明図である。 1,1′……スラブ、2,2′……プレス工具 ３……空隙、４……工具支持棒

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工具底とこの工具底につながる傾斜部を有
   する一対のプレス工具の間にスラブを入側から出側に送
   り進めながら、プレス工具のスラブ幅方向への所定間隔
   までの接近と反転離隔を繰り返すことにより、スラブを
   挟圧加工するスラブの幅圧下方法において、 各プレス工具の工具底を挟圧方向に直交する平面に対
   し、それぞれの傾斜部と同じ方向に傾斜させてスラブを
   挟圧加工することを特徴とするスラブの幅圧下方法。
2. 【請求項２】工具底をスラブの入側に向かって先拡がり
   となるように傾斜させてスラブを挟圧加工することを特
   徴とする請求項１記載のスラブの幅圧下方法。
3. 【請求項３】工具底をスラブの入側に向かって先拡がり
   となるように傾斜させて、スラブの後端部を除く先端部
   および中途部を挟圧加工する一方、工具底をスラブの出
   側に向かって先拡がりとなるように傾斜させて、スラブ
   の後端部を挟圧加工することを特徴とする請求項１記載
   のスラブの幅圧下方法。
4. 【請求項４】工具底が挟圧方向に直交する平面に対して
   0.5〜３°の傾斜角度であることを特徴とるす請求項
   １、２または３記載のスラブの幅圧下方法。