JP2008155243A

JP2008155243A - 熱間スラブの幅圧下用金型

Info

Publication number: JP2008155243A
Application number: JP2006346463A
Authority: JP
Inventors: Masaru Miyake; 勝三宅; Katsuhiro Takebayashi; 克浩竹林; Yoshitada Kita; 由忠喜多; Hiroyasu Kikuchi; 啓泰菊池
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: JP5141009B2

Abstract

【課題】板幅プレス装置による熱間スラブの幅圧下において、圧下時のスリップを防止して安定的に幅圧下を可能とする。
【解決手段】熱間スラブの進行方向出側の金型下面平行部10と、この金型下面平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる中間傾斜部20と、この中間傾斜部に連続して熱間スラブの側面に略平行な中間平行部30と、この中間平行部の熱間スラブ進行方向入側端に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる入側傾斜部40とを有し、前記中間傾斜部が、前記金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって角度φにて広がる第１の傾斜部22と、第１の傾斜部の熱間スラブの進行方向入側端に連続して角度α₁にて広がる第２の傾斜部24とを有し、第１の傾斜部の角度φ＜第２の傾斜部の角度α1である熱間スラブの幅圧下用金型。
【選択図】図１

Description

本発明は、板幅プレス装置による熱間スラブの幅圧下において、圧下時のスリップを防止して安定的に幅圧下を可能とする、熱間スラブの幅圧下用金型に関する。

熱間スラブの幅変更手段として、連続鋳造プロセスにて製造されたスラブを温度が低下しないうちに、あるいは一旦温度が低下した後に加熱炉に投入して所定の温度まで加熱した状態にて、該熱間スラブの板幅方向に相対峙して設置された１対の金型にて熱間スラブを板幅方向に間歇的に圧下する板幅プレス装置が用いられている。本板幅プレス装置による幅圧下では、通常、９００〜２０００ｍｍ程度の幅の熱間スラブに対して最大３００〜３５０ｍｍ程度の幅圧下が行われており、連続鋳造にて同一幅に鋳造されたスラブより異なる幅の鋼板製品の製造を可能としている。これにより、連続鋳造プロセスでの幅変更回数の低減、熱間圧延プロセスでのスケジュールフリー圧延の拡大、コイル単重の増大など、鋼板製造プロセスの生産性向上や合理化に大きく寄与しており、そのメリットは板幅プレス装置による幅圧下能力が大きいほど拡大する。

一般に、板幅プレス装置による幅圧下荷重Ｆは、（２）式にて近似的に求めることができる。

ｋは材料の変形抵抗、Ｑ_pは圧下力関数、ｈはスラブ厚、Ｌ₀はスラブと金型の接触長さである。幅圧下量を増大すると、接触長さＬ₀が増大するため、従来の幅プレス方法では幅圧下荷重や幅圧下トルク等の幅プレス負荷の増大が避けられず、圧下モーターやフライホイール等の動力系や動力を伝達する駆動系、そしてハウジング等の装置剛性を強化する必要がある。上記（２）式より、幅圧下荷重増大の問題を解決するためには、例えば送りピッチＰ（プレス１パス毎のスラブの搬送距離）を短くする（通常は３５０〜４００ｍｍ程度）、あるいは金型傾斜角度を大きくして接触長さＬ₀を短くすることが有効である。また、幅圧下量を増大すると、スラブの座屈やスリップなどのトラブルをも助長することから、従来の幅圧下用金型および幅プレス方法では熱間スラブの幅圧下量をあまり大きくできないという問題点があった。図１０は、従来使用されている平行部と１つの傾斜部からなる従来の幅圧下用金型（以後、平金型とよぶ）による幅圧下時の、金型とスラブの接触開始状態における力の釣り合いを示す図であり、当該圧下パスでは、金型傾斜部と前パスにて金型傾斜部にて圧下されたスラブ傾斜面から接触を開始することになる。この時、長手方向のスリップが発生しないための条件は、金型の傾斜角をα、金型とスラブ間の摩擦係数をμ、接触開始時の接触力をＦ₀とすると、下記（３）式、（３）’式で表される。

通常、板幅プレス装置による幅圧下では、傾斜部の角度が１２°程度であり、（２）’の関係を満たすためには摩擦係数は０．２１以上でなければならない。また、長手方向のみならず、板厚方向のスリップによるスラブのねじれを防止するため、金型圧下面を粗面化して摩擦係数を０．３以上に調整する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

この他、送りピッチや金型の傾斜角の設定により大幅圧下時のスリップを防止する方法も提案されている（例えば特許文献２参照）。特許文献２では、下記（４）式を満たすように送りピッチ、あるいは金型の傾斜角αを設定することを特徴としている。

ΔＷは片側の金型による幅圧下量（ｍｍ）である。通常、板幅プレス装置による幅圧下では、傾斜部の角度が１２°程度であり、例えば幅圧下量を３００ｍｍとすると、上記（４）式による設定では送りピッチＰは７０６ｍｍ以上となり、本条件では金型平行部がスラブ側面の未圧下部と接触を開始するため、幅圧下開始時にスリップが発生することはない。また、特許文献２では、金型傾斜部に第２の平行部を形成し、当該パスでは、前パスにてこの第２の平行部にて圧下された部分と金型下面の平行部が接触を開始するように金型形状と送りピッチを設定することにより、幅圧下時のスリップを防止する方法が開示されている。

しかし、前記した従来技術には、各々以下のような問題点を有していた。

まず、上記（２）式より類推される大幅圧下時の幅圧下荷重を低減させるための方策として、送りピッチＰを短くしてスラブと金型との接触長さを低減させる方法では、スラブ先端から尾端までを幅圧下する時間が増大するため、生産性を低下させるとともにスラブの温度低下を引き起こし、熱間圧延での所望の仕上温度が確保できなくなる。また、金型傾斜角度を大きくすることによりスラブと金型との接触長さを低減させる方法では、上記（３）’式の関係より金型とスラブの接触開始時のスリップを助長し、安定的な幅圧下が困難となる問題点があった。

特許文献１に開示されている金型圧下面を粗面化し、摩擦係数を高くして大幅圧下を可能とする方法では、金型を交換した直後はよくても、圧下にともなう金型圧下面性状の変化をコントロールすることが困難であり、絶えず摩擦係数を高い状態に保つためには頻繁に金型を交換しなければならず、生産性の低下や頻繁な金型圧下面の仕上加工により金型寿命が短くなるという問題点があった。

特許文献２に開示されている（４）式による送りピッチＰ、あるいは金型の傾斜角αを設定する方法では、大幅圧下時のスリップは防止できても種々の問題点を有している。まず、（４）式に基づき送りピッチを調整する場合、例えば金型傾斜角度αを１２°、幅圧下量Ｗを３００ｍｍとすると、送りピッチＰを７０６ｍｍ以上としなければならず、通常３５０〜４００ｍｍに設定されている送りピッチの２倍程度となってしまい、幅圧下荷重が大幅に増大することが避けられない。また、（４）式により金型傾斜角度αを調整する場合、例えば幅圧下量Ｗを３００ｍｍ、送りピッチＰを４００ｍｍとすると、金型傾斜角度αは２０．６°以上とすることが必要となる。しかしながら、金型傾斜角度が大きくなると、幅圧下によってスラブ端部に形成されるドッグボーンが過大となり、その後の水平圧延による幅戻りが大きくなる。すなわち、下記（５）式で定義される幅圧下効率ηが悪化するため、所望の製品幅を得るために必要な幅圧下量を大きく設定する必要があり、これにより幅圧下荷重の増大を招くという問題点があった。

Ｗ₀はスラブ幅、Ｗ₁は板幅プレス装置による幅圧下後のスラブ幅、Ｗ₂はＷ₁の状態から幅圧下前のスラブ厚みまで１パス水平圧延を行った後のスラブ幅である。また、ドッグボーンが過大になると、その後の水平圧延パス数を増やさなければならず、生産性を低下させ、かつスラブ温度を低下させる要因となる。

その他、特許文献２に開示されている金型傾斜部に第２の平行部を形成し、当該パスでは、前パスにてこの第２の平行部にて圧下された部分と金型平行部が接触を開始するように金型形状と送りピッチを設定する方法では、基本的な思想としてスリップの発生は回避できるものの、大きな幅圧下を実施する場合には、圧下ストローク量、金型の離反とスラブの送り開始のタイミングの関係等から、金型とスラブが衝突する場合が発生する問題点があり、この衝突を回避できる範囲内に幅圧下量を規制せざるを得なかった。

図４は、特許文献２に示されている形状の金型による幅圧下時の形態例を示す図であり、金型は熱間スラブの進行方向出側の圧下面に熱間スラブ側面に平行な金型平行部（以後、金型下面平行部とよぶ）を有し、この金型下面平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって角度α₁にて広がる中間傾斜部と、中間傾斜部に連続して熱間スラブの側面に略平行な中間平行部と、該中間平行部の熱間スラブ進行方向入側端に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって角度α₂にて広がる入側傾斜部を有している。図４では、金型下面平行部と中間傾斜部との交点をＡ点、中間傾斜部と金型中間平行部との交点をＢ点、該金型中間平行部と入側傾斜部との交点をＣ点、入側傾斜部が圧下下死点にてスラブと接触する端点をＤとしている。また、Ａ′点〜Ｄ′点は圧下下死点にて各々Ａ点〜Ｄ点と接触する点である。以後、図４に示す形状の金型を２段金型とよぶ。

次に、図４の２段金型形状を決定する際の指針を説明する。本発明では、金型とスラブのスリップを防止することを目的としており、当該パスでは、金型下面平行部が前パスにて金型中間平行部にて圧下された部分と接触を開始することを基本としている。このためには、中間傾斜角度α₁、中間傾斜部での圧下量ｗ₁と、送りピッチＰは下記（６）式を満たす必要がある。

Ｌは、金型下面平行部と、前パスにて金型中間平行部にて圧下された部分との当該パスでの接触長さであり、以後、平行部接触長さとよぶ。

また、板幅圧下時の幅圧下荷重は、下記（７）式で示される圧下下死点での金型とスラブの接触長さにほぼ比例する。

ｗ₂は、第２の傾斜部にて圧下される圧下量であり、Δｆは中間平行部長さＬから平行部接触長さＬ₀を差し引いた長さである。設備保護の観点から、幅圧下荷重を過度に増大させないことが重要であり、例えば上記（７）式によって計算される接触長さＬ₀が、従来の幅圧下実績にて最大幅圧下を行ったときの接触長さと同等になり、かつ（６）式の関係を満たすように金型形状を決定すればよい。この際、（６）式中の平行部の接触長さＬは、スリップ防止の観点からは長くしておくことが有利であるが、機械装置の構造、仕様によって送りピッチＰが決まっている場合には、中間傾斜部の傾斜角α₁を大きくする、あるいは中間傾斜部の圧下量ｗ₁を小さくすることが必要となる。また、中間傾斜部ｗ₁と入側傾斜部ｗ₂の和が全幅圧下量の半分となるが、全ての幅圧下条件にて前パスにて金型中間平行部にて圧下された部分から圧下を開始するためには下記（８）式の関係を満たす必要がある。

上記（８）式を満たさない場合、当該パスでは金型中間平行部とスラブ側面から接触を開始することになるが、この場合も金型とスラブは各々の平行部同士から接触を開始することからスリップの防止は可能である。例えば、全幅圧下量を３５０ｍｍとすると、上記（８）式を満たすためにはｗ₁は８７．５ｍｍ以上でなければならない。また、ｗ₁は圧下ストロークＳより小さくなければならず、この場合にはこれらの制約からｗ₁の範囲が決定される。また、同じく全幅圧下量を３５０ｍｍとし、（８）式を満たさない場合、すなわちｗ₁が８７．５ｍｍ以下、ｗ₂が８７．５ｍｍ以上の場合には、ｗ₂は圧下ストロークＳより小さくなければならず、この場合にはこれらの制約からｗ₂の範囲が決定される。

次に、圧下パス間にて金型とスラブの衝突が発生する条件について説明する。圧下パス間では、金型は機械装置構造によって決まる圧下ストロークＳの距離だけ離反し、スラブは進行方向に向かって所定の送りピッチＰだけ搬送される。通常、幅圧下プレス装置の圧下サイクルは毎分５０回前後であることから、圧下パス動作１周期ｔ０は約１．２秒である。金型が圧下死点から離反を開始して上死点に達するまでの時間を圧下パス間時間と定義すると、圧下パス間の時間ｔｐは１周期の半分の約０．６秒程度となる。図５は、金型離反と圧下パス間でのスラブの搬送のタイミング例を示す模式図であり、金型がスラブから離反を開始した後、僅かな時間遅れｔｄの後にスラブの搬送が開始され、次パスにて金型の圧下方向の動作が開始されるまでの間に送りピッチＰの距離だけ送られる。なお、パス間でのスラブの搬送は、金型前後に設置したピンチロールや搬送ロールにより実施される。スラブ搬送開始遅れ時間ｔｄは、通常、０．１〜０．２ｓｅｃ程度であるが、極限まで短くした場合を考えると、金型下平行部と金型の第１の傾斜部のなす角度α₁が、下記（９）式で計算される送りピッチＰとストロークＳからなるベクトル（以後ベクトルＡとよぶ）と熱間スラブの進行方向がなす角度φ₀より大きい場合、圧下パス間にて金型とスラブが衝突する可能性が発生する。

図６は、金型下面平行部と金型の中間傾斜部のなす角度α₁が、ベクトルＡと熱間スラブの進行方向がなす角度φ₀より大きい場合の圧下パス間での金型とスラブの位置を示した例であり、熱間スラブの進行方向出側の金型平行部と金型の第１の傾斜部の交点近辺とスラブとの衝突が発生している。また、図７は、金型中間平行部と入側傾斜部のなす角度α₂がベクトルＡと熱間スラブの進行方向がなす角度φ₀より大きい場合を表した例であり、この場合には中間平行部と入側傾斜部の交点近辺とスラブの衝突が発生している。スラブ搬送開始遅れ時間ｔｄをできる限り長くする、すなわち金型がある程度スラブから離反してからスラブの搬送を開始することにより、図６、図７に示したスラブと金型の衝突は回避可能であるが、２０〜３０トンの重量であるスラブを俊敏に搬送するためには大きな動力が必要であり、かつ駆動系への負荷も大きく増大することから、スラブ搬送開始遅れ時間ｔｄをあまり長くすることができないのが実情である。
特開平５−１５９０８号公報、特許請求の範囲、図面等特開平９−２５３７８０号公報、特許請求の範囲、図面等

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、板幅プレス装置による熱間スラブの幅圧下において、圧下時のスリップを防止するとともにスラブと金型との衝突を回避して、安定的に幅圧下を可能とする熱間スラブの幅圧下用金型に関するものである。

上記課題を解決するため、本発明者らは圧下パス間における金型とスラブの衝突を回避するための方策について鋭意検討し、上記の二段金型において、中間傾斜部又は入側傾斜部を多段にすることを着想した。

本発明はこれらの知見に基づきなされたもので、以下のような特徴を有する。

第１の発明は、熱間スラブの板幅方向に相対峙して設置された熱間スラブを板幅方向に間歇的に圧下する幅圧下用金型であり、熱間スラブの進行方向出側の圧下面に、熱間スラブ側面に平行な金型平行部と、この金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる中間傾斜部と、この中間傾斜部に連続して熱間スラブの側面に略平行な中間平行部と、この中間平行部の熱間スラブ進行方向入側端に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる入側傾斜部とを有し、
前記中間傾斜部は、前記金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって角度φにて広がる第１の傾斜部と、第１の傾斜部の熱間スラブの進行方向入側端に連続して角度α₁にて広がる第２の傾斜部とを有し、第１の傾斜部の角度φ＜第２の傾斜部の角度α1であることを特徴とする熱間スラブの幅圧下用金型。

第２の発明は、熱間スラブの板幅方向に相対峙して設置された熱間スラブを板幅方向に間歇的に圧下する幅圧下用金型であり、熱間スラブの進行方向出側の圧下面に、熱間スラブ側面に平行な金型平行部と、この金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる中間傾斜部と、この中間傾斜部に連続して熱間スラブの側面に略平行な中間平行部と、この中間平行部の熱間スラブ進行方向入側端に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる入側傾斜部とを有し、
前記中間傾斜部は、前記金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって角度α₁にて広がる第２の傾斜部と、第２の傾斜部の熱間スラブの進行方向入側端に連続して角度φにて広がる第１の傾斜部とを有し、第１の傾斜部の角度φ＜第２の傾斜部の角度α1であることを特徴とする熱間スラブの幅圧下用金型。

第３の発明は、熱間スラブの板幅方向に相対峙して設置された熱間スラブを板幅方向に間歇的に圧下する幅圧下用金型であり、熱間スラブの進行方向出側の圧下面に、熱間スラブ側面に平行な金型平行部と、この金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる中間傾斜部と、この中間傾斜部に連続して熱間スラブの側面に略平行な中間平行部と、この中間平行部の熱間スラブ進行方向入側端に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる入側傾斜部とを有し、
前記入側傾斜部は、前記中間平行部の熱間スラブ進行方向入側端に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって角度φにて広がる第１の傾斜部と、第１の傾斜部の熱間スラブの進行方向入側端に連続して角度α₂にて広がる第３の傾斜部とを有し、第１の傾斜部の角度φ＜第３の傾斜部の角度α2であることを特徴とする熱間スラブの幅圧下用金型。

（４）第１の傾斜部の角度φは、下式（１）で表わされる値である（１）〜（３）のいずれかに記載の熱間スラブの幅圧下用金型。

但し、
Ｓ：圧下ストローク（ｍｍ）
Ｐ：送りピッチ（ｍｍ）
ｔｄ：スラブ搬送開始遅れ時間（ｓｅｃ．）
ｔｐ：金型が圧下死点から離反を開始して上死点に達するまでの時間；圧下パス間時間（ｓｅｃ．）

以上、本発明による熱間スラブの幅圧下用金型を用いることにより、板幅プレス装置による熱間スラブの幅圧下において、圧下時のスリップを防止するとともにスラブと金型との衝突を回避して安定的な幅圧下が可能となる。

図１〜３は本発明による幅圧下用金型のそれぞれ異なる形状を示す実施形態である。

図１は、上記二段金型を改良した第１の発明に係る幅圧下用金型に対応し、幅圧下用金型による熱間スラブの幅圧下をする際の上死点位置での状態を示す。上記二段金型に対する改良点は、中間傾斜部20に二つの異なる傾斜面を形成し、そのうち金型下面平行部10に連続する第１の傾斜部22の傾斜角度をφ、第１の傾斜部に連続する第２の傾斜部24、即ち中間平行部側の傾斜角度をα1としている点である。ここで、φ＜α1，傾斜角度φの領域の高さはｈ1である。α1、α2、ｗ１，ｗ２，Ｐ等の数値の決め方は、図４の二段金型の場合と同様である。

図２は、上記二段金型を改良した第１の発明に係る幅圧下用金型に対応し、幅圧下用金型による熱間スラブの幅圧下をする際の上死点位置での状態を示す。上記二段金型に対する改良点は、中間傾斜部20に二つの異なる傾斜面を形成し、そのうち、金型下面平行部10に連続する第２の傾斜部24の傾斜角度をα1、第２の傾斜部に連続する第１の傾斜部22、即ち中間平行部側の傾斜角度をφとしている点である。ここで、φ＜α1，傾斜角度φの領域の高さはｈ1である。φ＜α1，傾斜角度φの領域の高さはｈ1である。α1、α2、ｗ１，ｗ２，Ｐ等の数値の決め方は、図４の場合と同様である。

以下、図１，図２の幅圧下用金型について、補足説明図を用いて個別にその形態を説明する。

図８は、図６に示したように熱間スラブの進行方向出側の金型平行部と金型の中間傾斜部の交点Ａ近辺とスラブＢ′近辺との衝突が発生する条件にて、図５に示した金型離反と圧下パス間でのスラブの搬送のタイミングに沿って金型とスラブを動かした場合における、金型とスラブの相対位置を示す図である。なお、ｗ₁、ｗ₂はおのおの中間傾斜部、入側傾斜部での圧下量であり、Ｌ₁、Ｌ₂はおのおの中間傾斜部、入側傾斜部とスラブとの接触長さである。金型は、スラブ搬送開始遅れ時間ｔｄの間にＳｄだけ離反しており、その状態からスラブ搬送を開始して送りピッチＰまで搬送した場合、金型Ａ点はスラブに対して相対的に点線で示した軌跡を移動する。この場合、スラブＢ′点近傍にハッチングで示した領域が金型と衝突する領域となる。

第１の発明では、この衝突を回避するために、図１に示すごとく金型の形状を変更している。

第１の傾斜部の角度φは、図８中の破線の傾きとすればよく、前記（１）式にて算出できる。

また、図８にて金型とスラブの衝突が発生する条件は下記（１０）式にて表される。

なお、（１０）式の左辺の値は、図８中の衝突域の高さｈ₁′に相当する。また、角度φを有する第１の傾斜部の長さは、衝突防止の回避の観点からは（１０）式を満たさない範囲にて長くすることが好ましいが、実際の操業でのスラブの送りピッチ精度を勘案して決定すればよい。

図２は、第２の発明に対応する幅圧下用金型である。図２の実施形態においても、第１の傾斜部の角度φを（１）式にて決定すればよく、第２の傾斜部の長さは（１０）式を満たさない範囲にて実際の操業でのスラブの送りピッチ精度を勘案して決定すればよい。

次に、図３の幅圧下用金型は、第３の発明に対応し、二段金型に対する改良点は、入側傾斜部40に二つの異なる傾斜面を形成し、そのうち、中間平行部30に連続する第１の傾斜部42の傾斜角度をφ、それに続く第３の傾斜部44の傾斜角度をα２としている点である。ここで、φ＜α２，傾斜角度φの領域の高さはｈ２である。ここで、φ＜α1，傾斜角度φの領域の高さはｈ1である。α1、α2、ｗ１，ｗ２，Ｐ等の数値の決め方は、図４の場合と同様である。

図９は、図７に示したように熱間スラブの進行方向出側の金型平行部と金型の第２の傾斜部の交点Ｃ近辺とスラブＤ′近辺との衝突が発生する条件にて、図５に示した金型離反と圧下パス間でのスラブの搬送のタイミングに沿って金型とスラブを動かした時の金型とスラブの相対位置を示す図である。なお、ｗ₁、ｗ₂はおのおの中間傾斜部、入側傾斜部での圧下量であり、Ｌ₁、Ｌ₂はおのおの中間傾斜部、入側傾斜部とスラブとの接触長さである。金型は、スラブ搬送開始遅れ時間ｔｄの間にＳｄだけ離反しており、その状態からスラブ搬送を開始して送りピッチＰまで搬送した場合、金型Ｃ点はスラブに呈して想定的に点線で示した軌跡を移動する。この場合、スラブＤ′点近傍にハッチングで示した領域が金型と衝突する領域となる。この衝突を回避するためには、図３に示すごとく、金型の形状を変更することにより可能となる。

図３の実施形態では、角度φを（１）式にて決定すればよく図９にて金型とスラブの衝突が発生する条件は下記（１１）式にて表される。

なお、（１１）式の左辺の値は、図９中の衝突域の高さｈ₂′に相当する。入側傾斜部の長さは、（１１）式を満たさない範囲にて実際の操業でのスラブの送りピッチ精度を勘案して決定すればよい。

また、幅圧下条件によっては（１０）式と（１１）式が同時に満たされず、２ヶ所にて金型とスラブの衝突が発生する場合もおこりうることから、そのような場合には、第１〜第３発明に示す金型形状を複合して組み合わせた形状とすることも可能である。すなわち、中間傾斜部20が角度φの第１傾斜部22と角度α1の第２傾斜部24とを有し、かつ、入側傾斜部40が角度φの第１傾斜部42と角度α２の第３傾斜部44とを有している金型形状、或いは中間傾斜部20が角度α1の第２傾斜部24と角度φの第１傾斜部22とを有し、かつ、入側傾斜部40が角度φの第１傾斜部42と角度α２の第３傾斜部44とを有している金型形状とすることが可能である。

以下、本発明の実施例を述べる。板幅プレス装置を用い、厚み２３５ｍｍ、幅１５００ｍｍ、加熱温度１２００℃の普通鋼スラブに、幅圧下サイクル毎分５０回にて（イ）〜（ヘ）の条件にて板幅圧下を実施した。なお、（ハ）〜（ヘ）における本発明による幅圧下用金型を使用した実施例では、送りピッチＰを４００ｍｍに固定し、（ロ）の条件を基準としてスラブと金型の接触長さを決定し、その他（６）〜（８）式の関係から金型形状を決定した。

（イ）例１は、図４に示した金型形状にて、全幅圧下量＝３００ｍｍ、送りピッチＰ＝４００ｍｍの条件にて幅圧下を実施した場合を示し、（６）〜（８）式の関係を満たすように、α₁＝１５°、α₂＝１５°、ｗ₁＝９０ｍｍ、ｗ₂＝６０ｍｍとしている。

（ロ）例２は、図４に示した金型形状にて、全幅圧下量＝３５０ｍｍ（例１の全幅圧下量３００ｍｍを３５０ｍｍに増加）、送りピッチＰ＝４００ｍｍの条件にて幅圧下を実施した場合を示し、（６）〜（８）式の関係を満たすように、α₁＝１５°、α₂＝１５°、ｗ₁＝９０ｍｍ、ｗ₂＝８５ｍｍとしている。

（ハ）例３は、図１に示した金型形状にて、全幅圧下量＝３５０ｍｍ、送りピッチＰ＝４００ｍｍの条件（例２と同じ条件）にて幅圧下を実施した場合を示し、接触長さが例２における金型とスラブの接触長さＬ₀(＝１２２３ｍｍ)と同じでかつ、（６）〜（８）式の関係を満たすように、α₁＝１５°、α₂＝１５°、ｗ₁＝９０ｍｍ、ｗ₂＝８５ｍｍとしている。また、φ＝１１．８°で、第１の傾斜部の高さｈ₁＝５ｍｍとしている。

（ニ）例４は、図２に示した金型形状にて、全幅圧下量＝３５０ｍｍ、送りピッチＰ＝４００ｍｍの条件（例２と同じ条件）にて幅圧下を実施した場合を示し、接触長さが例２における金型とスラブの接触長さＬ₀(＝１２２３ｍｍ)と同じでかつ、（６）〜（８）式の関係を満たすように、α₁＝１５°、α₂＝１５°、ｗ₁＝９０ｍｍ、ｗ₂＝８５ｍｍとしている。また、φ＝１１．８°で第２の傾斜部の高さｈ₁＝５ｍｍとしている。

（ホ）例５は、図３に示した金型形状にて、全幅圧下量＝３５０ｍｍ、送りピッチＰ＝４００ｍｍの条件（例２と同じ条件）にて幅圧下を実施した場合を示し、例２における金型とスラブの接触長さＬ₀(＝１２２３ｍｍ)と接触長さが同じでかつ、（６）〜（８）式の関係を満たすように、α₁＝１５°、α₂＝１５°、ｗ₁＝８５ｍｍ、ｗ₂＝９０ｍｍとした。また、φ＝１１．８°で、ｈ₂＝５ｍｍとした。

（ヘ）例６は、図１に示した金型形状と図３に示した金型形状を組み合わせた金型形状にて、全幅圧下量＝３５０ｍｍ、送りピッチＰ＝４００ｍｍの条件（例２と同じ条件）にて幅圧下を実施した場合を示し、例２における金型とスラブの接触長さＬ₀(＝１２２３ｍｍ)と接触長さが同じでかつ、（６）〜（８）式の関係を満たすように、α₁＝１５°、α₂＝１５°、ｗ₁＝ｗ₂＝８７．５ｍｍとした。また、φ＝１１．８°で、ｈ₁＝ｈ₂＝５ｍｍとした。なお、図１に示した金型形状と図３に示した金型形状を組み合わせた金型形状とは、中間傾斜部20が角度φの第１傾斜部22と角度α1の第２傾斜部24とを有し、かつ、入側傾斜部40が角度φの第１傾斜部42と角度α２の第３傾斜部44とを有している金型形状である。

表１に、上記（イ）〜（ヘ）の条件での幅圧下において、圧下パス間での金型とスラブの衝突の有無について示す。例１と例２は、同じ金型形状ではあるが、この従来の金型形状では幅圧下量が増加すると（例１→例２）、金型とスラブの衝突が発生した。これに対し、例３〜例６は、それぞれ第１の発明〜第３の発明に基づく傾斜部を有する金型形状であり、かつその高さｈ₁とｈ₂を適切に設定してあるので、圧下パス間にて金型とスラブの衝突が発生した（ロ）の条件（全幅圧下量、送りピッチ）であっても圧下パス間での金型とスラブの衝突は発生していない。

本発明の請求項１による金型形状を示す図。本発明の請求項２による金型形状を示す図。本発明の請求項３による金型形状を示す図。特許文献２の２段金型形状を示す図。圧下パス間における、金型の離反動作、スラブの搬送動作を示す図。従来の２段金型による幅圧下にて、圧下パス間にて中間傾斜部がスラブと衝突している図。従来の２段金型による幅圧下にて、圧下パス間にて入側傾斜部がスラブと衝突している図。従来の２段金型による幅圧下にて、圧下パス間にて中間傾斜部がスラブと衝突する場合の金型とスラブの相対的な位置を示す図。従来の２段金型による幅圧下にて、圧下パス間にて入側傾斜部がスラブと衝突する場合の金型とスラブの相対的な位置を示す図。従来の平金型での圧下下死点における状況を示す図。

符号の説明

１０・・・金型下面平行部
２０・・・中間傾斜部
２２、４２・・・第１の傾斜部（傾斜角度φ）
２４・・・第２の傾斜部（傾斜角度α1）
３０・・・中間平行部
４０・・・入側傾斜部
４４・・・第４の傾斜部（傾斜角度α2）

Claims

熱間スラブの板幅方向に相対峙して設置された熱間スラブを板幅方向に間歇的に圧下する幅圧下用金型であり、熱間スラブの進行方向出側の圧下面に、熱間スラブ側面に平行な金型平行部と、この金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる中間傾斜部と、この中間傾斜部に連続して熱間スラブの側面に略平行な中間平行部と、この中間平行部の熱間スラブ進行方向入側端に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる入側傾斜部とを有し、
前記中間傾斜部は、前記金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって角度φにて広がる第１の傾斜部と、第１の傾斜部の熱間スラブの進行方向入側端に連続して角度α₁にて広がる第２の傾斜部とを有し、第１の傾斜部の角度φ＜第２の傾斜部の角度α1であることを特徴とする熱間スラブの幅圧下用金型。
熱間スラブの板幅方向に相対峙して設置された熱間スラブを板幅方向に間歇的に圧下する幅圧下用金型であり、熱間スラブの進行方向出側の圧下面に、熱間スラブ側面に平行な金型平行部と、この金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる中間傾斜部と、この中間傾斜部に連続して熱間スラブの側面に略平行な中間平行部と、この中間平行部の熱間スラブ進行方向入側端に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる入側傾斜部とを有し、
前記中間傾斜部は、前記金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって角度α₁にて広がる第２の傾斜部と、第２の傾斜部の熱間スラブの進行方向入側端に連続して角度φにて広がる第１の傾斜部とを有し、第１の傾斜部の角度φ＜第２の傾斜部の角度α1であることを特徴とする熱間スラブの幅圧下用金型。
熱間スラブの板幅方向に相対峙して設置された熱間スラブを板幅方向に間歇的に圧下する幅圧下用金型であり、熱間スラブの進行方向出側の圧下面に、熱間スラブ側面に平行な金型平行部と、この金型平行部に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる中間傾斜部と、この中間傾斜部に連続して熱間スラブの側面に略平行な中間平行部と、この中間平行部の熱間スラブ進行方向入側端に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって広がる入側傾斜部とを有し、
前記入側傾斜部は、前記中間平行部の熱間スラブ進行方向入側端に連続して熱間スラブの進行方向入側方向に向かって角度φにて広がる第１の傾斜部と、第１の傾斜部の熱間スラブの進行方向入側端に連続して角度α₂にて広がる第３の傾斜部とを有し、第１の傾斜部の角度φ＜第３の傾斜部の角度α2であることを特徴とする熱間スラブの幅圧下用金型。
第１の傾斜部の角度φは、下式（１）で表わされる値である請求項１〜３のいずれかに記載の熱間スラブの幅圧下用金型。

但し、
Ｓ：圧下ストローク（ｍｍ）
Ｐ：送りピッチ（ｍｍ）
ｔｄ：スラブ搬送開始遅れ時間（ｓｅｃ．）
ｔｐ：金型が圧下死点から離反を開始して上死点に達するまでの時間；圧下パス間時間（ｓｅｃ．）