JP2002126802A - 熱間スラブのプレス幅圧下方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 左右に一対の金型を備えたプレス装置により
熱間スラブの全長に亘って幅圧下を施す際、加熱コスト
の上昇や生産性の低下を招くことなく、片伸びの発生を
抑制することができるプレス幅圧下方法を提供する。 【解決手段】 金型と熱間スラブとの間の摩擦状態を調
整して片伸びを抑制する。具体的には、熱間スラブの幅
方向両端部の相対的に低い温度の一方の端部を押圧する
金型と熱間スラブとの間の摩擦係数に比べ、相対的に高
い温度の他方の端部を押圧する金型と熱間スラブとの間
の摩擦係数が大きくなるように、金型の表面形状や金型
への潤滑油の供給状態を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱延鋼帯を製造す
る圧延ラインに設けたプレス装置により熱間スラブの全
長に亘り連続的に幅圧下を施す際のプレス幅圧下方法に
関する。詳しくは、本発明は、熱延スラブに幅圧下を施
す際に熱間スラブに発生する片伸びを抑制することがで
きる熱間スラブのプレス幅圧下方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱延鋼帯は、連続鋳造等で製造されたス
ラブをそのまま、あるいは加熱炉に装入して所定温度に
加熱した後、例えば、複数基のスタンドを有する粗圧延
機列による圧延（以下、粗圧延ともいい、また、粗圧延
後の圧延材を粗圧延材ともいう）とその粗圧延機列の下
流に配された複数基のスタンドを有する仕上圧延機列に
よる圧延（以下、仕上圧延ともいう）とで所定の幅圧下
と厚み圧下が施されて製造される。

【０００３】近年、生産合理化の観点から、加熱炉の出
側にプレス装置を設け、加熱炉から抽出した熱間スラブ
（以下、スラブともいう）をプレス装置により全長に亘
り幅圧下して粗圧延機列に供給するスラブの幅を調整す
ることが行われている。

【０００４】プレス装置による熱間スラブの幅圧下（以
下、熱間スラブのプレス幅圧下ともいう）は、一般的
に、スラブ進行方向の入側が傾斜部、これに続く出側が
平行部となった押圧面を備える一対の金型をスラブ進行
方向と直角方向に往復移動させてスラブを幅端面から全
長に亘って押圧し、幅方向に圧縮して行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このプレス
装置によるスラブの幅圧下では、幅圧下を繰り返す間
に、スラブの幅端部の一方のスラブ長手方向の伸びが他
方に比べて大きくなる、いわゆる片伸びが発生すること
がある。

【０００６】通常、粗圧延材は、仕上圧延の際の通板ト
ラブルを避けるために、仕上圧延機列の入側に設けられ
た切断機でその先端と後端を切断した後、仕上圧延が施
されるが、片伸びが大きいと切断量が大きくなり歩留り
の低下を招く。

【０００７】スラブのプレス幅圧下により生じる片伸び
の原因の一つに、スラブの幅方向両端部の温度差があ
る。加熱炉から抽出されたスラブは、加熱炉の特性上、
幅方向に温度差が生じることは避けられない。

【０００８】スラブの幅方向両端部に温度差があると、
スラブの変形抵抗が両端部で異なる。このため、プレス
幅圧下量が左右で異なり、高温側の幅圧下量が大きく、
低温側の幅圧下量が小さくなる。したがって、スラブの
幅方向両端部に温度差がある場合には、高温側でのスラ
ブ長手方向の伸びが大きく、低温側での伸びが小さくな
り、片伸びが生じる。

【０００９】加熱炉におけるスラブの加熱・均熱時間を
十分に確保すればスラブの幅方向の温度差が小さくな
り、片伸びも減少するが、加熱コストの増加を招くとい
う問題や、圧延ラインの生産性が加熱炉の生産性に制約
されている場合には圧延ラインの生産性の低下を招くと
いう問題がある。

【００１０】本発明の課題は、加熱コストの上昇や生産
性の低下を招くことなく、片伸びの発生を抑制すること
ができるプレス幅圧下方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、金型とスラ
ブとの間の摩擦状態に注目し、摩擦状態を調整すること
により片伸びを抑制する技術開発に取り組んだ。

【００１２】最初に、金型の表面形状や金型への潤滑油
の供給状態の摩擦状態への影響について調査した。な
お、金型とスラブとの間の摩擦状態は下記式（１）で定
義される摩擦係数で評価した。

【００１３】

【数１】 ここで、Ｐ：プレス荷重、μ：摩擦係数、ｗ：スラブ
幅、ｈ：スラブ厚、スラブ長さ：Ｌ、ｋ：スラブのせん
断変形抵抗である。

【００１４】図１は、表面に溝を有する金型の表面形状
例を模式的に示す側面図である。符号１は金型、２は溝
を示す。図１に示すように、スラブ搬送方向に垂直方向
に形成した幅：Ｂ、長さ：Ｈの溝２を間隔Ｌで配置した
金型によるプレス幅圧下の試験を行い、摩擦係数に及ぼ
す溝の影響を調査した。なお、摩擦係数はプレス幅圧下
時にスラブに負荷するプレス荷重を測定し、式（１）よ
り求めた。

【００１５】図２は、溝の間隔と摩擦係数との関係を示
すグラフである。図２に示すように、金型表面に溝を形
成することにより、摩擦係数を高めることができ、ま
た、溝の間隔により摩擦係数の調整が可能であることが
判った。

【００１６】次に、金型とスラブとの間に潤滑油を供給
してプレス幅圧下試験を行い、摩擦係数に及ぼす潤滑の
影響を調査した。なお、摩擦係数は上記と同様に式
（１）より求めた。金型は、表面に溝を形成していない
平滑な金型を用いた。

【００１７】図３は、摩擦係数に及ぼす潤滑の影響を示
すグラフである。同図に示すように、金型表面とスラブ
との間に潤滑油を供給することにより摩擦係数を小さく
することができる。

【００１８】次いで、摩擦係数の左右の差と片伸びとの
関係をプレス幅圧下試験で調査した。プレス幅圧下試験
では、スラブ温度：１２５０℃（幅方向に均一）、厚
さ：２７０ｍｍ、幅：１５００ｍｍのスラブを用い、一
方の金型（左金型）とスラブとの間の摩擦係数（以下、
左金型摩擦係数ともいう）：μ＝０．３で、他方の金型
（右金型）とスラブとの間の摩擦係数（右金型摩擦係数
ともいう）：μ＝０．１〜０．５と変化させて幅圧下
量：１５０ｍｍ、３００ｍｍの２種類のプレス幅圧下を
行い、そのスラブを粗圧延機列にて６回の厚み圧下を行
って厚さ：３０ｍｍの粗圧延材とし、その粗圧延材に生
じた片伸びを測定した。金型とスラブとの間の摩擦係数
は、金型の溝の間隔を変更して調整した。なお、左金
型、右金型は、それぞれスラブ進行方向に向かって左
側、右側に配置した金型を指す。

【００１９】図４は、粗圧延材に生じた片伸びを模式的
に示す平面図である。符号３は粗圧延材、Ｌａ、Ｌｂは
それぞれ粗圧延材幅方向の右端と左端の粗圧延材の長さ
を示す。片伸び量は（Ｌａ−Ｌｂ）で定義される。

【００２０】図５は、右金型摩擦係数と片伸び量との関
係を示すグラフである。図５から、下記の知見を得た。 （Ａ）スラブの温度が幅方向に均一の場合、摩擦係数が
左右で異なると、摩擦係数の大きい側に比べ摩擦係数の
小さい側の長手方向伸びが大きくなる片伸びが発生す
る。すなわち、摩擦係数が大きい程、金型によるスラブ
の拘束が強まるため、摩擦係数が左右で異なる場合、上
記片伸びが生じる。

【００２１】（Ｂ）片伸び量は、ほぼ摩擦係数の差に比
例する。 （Ｃ）したがって、スラブの温度が幅方向に不均一の場
合には、温度が相対的に高い側の摩擦係数を大きくする
ことにより、あるいは温度が相対的に低い側の摩擦係数
を小さくすることにより、スラブ温度不均一に基づく片
伸びを抑制することができる。

【００２２】本発明は、上記知見に基づいて完成された
もので、その要旨は以下の通りである。 （１）左右に一対の金型を備えたプレス装置で熱間スラ
ブを全長に亘って幅圧下する際、前記金型と前記熱間ス
ラブとの間の摩擦状態を調整して熱間スラブの片伸びを
抑制することを特徴とする熱間スラブのプレス幅圧下方
法。

【００２３】（２）前記摩擦状態が前記金型の表面形状
により調整されることを特徴とする前記（１）項に記載
の熱間スラブのプレス幅圧下方法。 （３）前記摩擦状態が前記金型への潤滑油の供給状態に
より調整されることを特徴とする前記（１）項に記載の
熱間スラブのプレス幅圧下方法。

【００２４】（４）左右に一対の金型を備えたプレス装
置で熱間スラブを全長に亘って幅圧下する際、前記熱間
スラブの幅方向両端部の相対的に低い温度の一方の端部
を押圧する金型と熱間スラブとの間の摩擦係数に比べ、
相対的に高い温度の他方の端部を押圧する金型と熱間ス
ラブとの間の摩擦係数が大きくなるように、金型の表面
形状およびまたは金型への潤滑油の供給状態を調整して
熱間スラブの片伸びを抑制することを特徴とする熱間ス
ラブのプレス幅圧下方法。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図６は、本発明に係るプレス
装置に取り付けられた左右一対の金型とスラブとを示す
模式図である。符号４はスラブ、１は金型、１ａは左金
型、１ｂは右金型を示す。

【００２６】図６に示すように、左金型１ａと右金型１
ｂからなる一対の金型１はスラブ進行方向の入側が傾斜
部、これに続く出側が平行部となる押圧面を備える。プ
レス装置によるスラブ４の幅圧下は、左金型１ａと右金
型１ｂとをスラブ進行方向と直角方向に往復移動させて
スラブを全長に亘って押圧することにより行われる。

【００２７】図７は、本発明に係るプレス装置を備えた
熱間圧延ライン例を模式的に示す概要図である。符号５
は加熱炉、６はプレス装置、７は粗圧延機列、８は先後
端形状センサ、９はクロップシャ、１０は仕上圧延機列
を示す。

【００２８】図７において、加熱炉５で所定温度に加熱
されたスラブは、プレス装置６で所定の幅に幅圧下され
た後、複数基のスタンドから構成される粗圧延機列７で
の水平圧延と垂直圧延とにより所定の厚さと幅の粗圧延
材とされる。次いで、粗圧延材は、先後端形状センサ８
により検出された片伸びを含む先後端部の不良部分がク
ロップシャ９により切断され、その後、複数基のスタン
ドで構成される仕上圧延機列１０により仕上圧延されて
所定の寸法の成品とされる。

【００２９】本発明の方法は、上記熱間圧延ラインに設
置されたプレス装置によるスラブ幅圧下に際し、金型と
スラブとの摩擦状態を調整して片伸びを抑制することを
特徴とする。具体的には、金型の表面形状や金型への潤
滑油の供給状態の調整により摩擦状態を調整して片伸び
を抑制する。

【００３０】最初に、金型の表面形状で摩擦状態を調整
する方法を説明する。上記方法では、表面形状の異なる
左右の金型を用いて幅圧下を行う。例えば、スラブ温度
が相対的に高い幅方向の端面を押圧する一方の金型に
は、図１に示すような表面に溝を備えた金型を用い、ス
ラブ温度が相対的に低い幅方向の端面を押圧する他方の
金型には、表面に溝を備えない平滑な形状の金型を用い
る。表面に形成する溝の幅と深さは３ｍｍ以上で、溝の
長さはスラブ厚以上とするとよい。溝の断面形状は、特
に限定するものでなく、例えば楔形や台形状などとする
ことができる。なお、左右の金型の双方に溝を形成して
もよい。この場合には、溝の間隔が左右で異なる金型を
用いることにより、摩擦係数を左右で異なるように調整
することができる。例えば、スラブ温度が相対的に高い
幅方向の端面を押圧する一方の金型には、溝の間隔が狭
い金型を用い、スラブ温度が相対的に低い幅方向の端面
を押圧する他方の金型には、溝の間隔が広い金型を用い
る。

【００３１】次に、金型への潤滑油の供給状態により摩
擦状態を調整する方法を説明する。上記方法では、例え
ば、プレス装置にノズルを設け、このノズルから一方の
金型とスラブとの間に潤滑油を供給してプレス幅圧下を
行う。すなわち、スラブ温度が相対的に低い幅方向の端
面を押圧する一方の金型とスラブとの間に潤滑油を供給
し、スラブ温度が相対的に高い幅方向の端面を押圧する
他方の金型とスラブとの間には潤滑油を供給しない。な
お、スラブ温度が相対的に低い幅方向の端面を押圧する
一方の金型とスラブとの間への潤滑油の供給量を他方の
金型とスラブとの間への潤滑油の供給量に比べて多くす
るように供給量に差を付けて行ってもよい。潤滑油とし
ては、例えば、油脂や合成エステルをそのまま、あるい
はこれらをベースとした水溶液などの公知の熱間圧延油
を用いることができる。

【００３２】なお、片伸びを抑制するための摩擦状態の
調整は、金型の表面形状と潤滑油の供給状態の調整の双
方を実施してもよい。加熱炉の加熱特性などによりスラ
ブの幅方向両端部に温度差がある場合、上述の方法によ
り金型とスラブとの摩擦状態を左右で変更することが可
能となり、片伸びを抑制することができる。

【００３３】

【実施例】図７に示す熱間圧延ラインで本発明の方法に
よる効果を調査した。加熱炉から抽出されたスラブは、
スラブ搬送方向に向かって幅方向左側の温度が右側に比
べ高い状態であるため、左金型とスラブとの間の摩擦係
数が右金型に比べ大きくなるように、金型の表面形状や
金型への潤滑油の供給状態を調整した。潤滑油としては
鉱油を用いた。表１に、金型の溝の有無、潤滑の有無、
および金型とスラブとの間の摩擦係数を示す。なお、こ
の摩擦係数は、図２、３に例示するように、金型の表面
形状や潤滑油の供給状態と摩擦係数との予め求められた
関係から得られたものである。

【００３４】

【表１】 表１において、試験Ｎｏ．１は、溝形成のない平滑な金
型を用い、右側金型とスラブとの間に潤滑油を供給した
場合、Ｎｏ．２は、幅と深さがそれぞれ５ｍｍの楔形の
溝を間隔１５０ｍｍで左右の金型の表面に形成し、更
に、右金型とスラブとの間に潤滑油を供給した場合であ
る。なお、Ｎｏ．３は無潤滑で、かつ、左右の金型の表
面形状が平滑な場合、Ｎｏ．４は無潤滑で、かつ、幅と
深さがそれぞれ５ｍｍの楔形の溝を間隔１５０ｍｍで左
右の金型の表面に形成した場合である。

【００３５】厚：２７０ｍｍ、幅：１５００ｍｍのスラ
ブに幅圧下３００ｍｍのプレス幅圧下を施し、その後、
粗圧延機列で６パスの水平圧延を行い厚さ３０ｍｍの粗
圧延材とし、粗圧延材に生じた片伸び量を図４に示す要
領で測定した。

【００３６】表２にスラブの左右温度と片伸びの測定結
果を示す。

【００３７】

【表２】 表２に示すように、加熱炉から抽出されたスラブには、
幅方向両側で約５０℃の温度差が生じていたが、試験Ｎ
ｏ．１，２では、片伸び量はほぼ零であった。一方、試
験Ｎｏ．３、４では、それぞれ４０ｍｍ、３０ｍｍの片
伸びが発生した。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、スラブのプレス幅圧下
の際、スラブの幅方向温度差などが原因で発生する片伸
びを加熱コストの上昇を招くことなく低減することでき
る。したがって、片伸びの低減による歩留りの向上など
の経済的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面に溝を有する金型の表面形状例を模式的に
示す側面図である。

【図２】溝の間隔と摩擦係数との関係を示すグラフであ
る。

【図３】摩擦係数に及ぼす潤滑の影響を示すグラフであ
る。

【図４】粗圧延材に生じた片伸びを模式的に示す平面図
である。

【図５】右金型摩擦係数と片伸び量との関係を示すグラ
フである。

【図６】本発明に係るプレス装置に取り付けられた左右
一対の金型とスラブとを示す模式図である。

【図７】本発明に係るプレス装置を備えた熱間圧延ライ
ン例を模式的に示す概要図である。

【符号の説明】

１：金型 １ａ：左金型 １ｂ：右金型 ２：溝 ３：粗圧延材 ４：スラブ ５：加熱炉 ６：プレス装置 ７：粗圧延機列 ８：先後端形状センサ ９：クロップシャ １０：仕上圧延機列

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右に一対の金型を備えたプレス装置で
   熱間スラブを全長に亘って幅圧下する際、前記金型と前
   記熱間スラブとの間の摩擦状態を調整して熱間スラブの
   片伸びを抑制することを特徴とする熱間スラブのプレス
   幅圧下方法。
2. 【請求項２】 前記摩擦状態が前記金型の表面形状によ
   り調整されることを特徴とする請求項１に記載の熱間ス
   ラブのプレス幅圧下方法。
3. 【請求項３】 前記摩擦状態が前記金型への潤滑油の供
   給状態により調整されることを特徴とする請求項１に記
   載の熱間スラブのプレス幅圧下方法。
4. 【請求項４】 左右に一対の金型を備えたプレス装置で
   熱間スラブを全長に亘って幅圧下する際、前記熱間スラ
   ブの幅方向両端部の相対的に低い温度の一方の端部を押
   圧する金型と熱間スラブとの間の摩擦係数に比べ、相対
   的に高い温度の他方の端部を押圧する金型と熱間スラブ
   との間の摩擦係数が大きくなるように、金型の表面形状
   およびまたは金型への潤滑油の供給状態を調整して熱間
   スラブの片伸びを抑制することを特徴とする熱間スラブ
   のプレス幅圧下方法。