JP2016032846A - Hot working facilities and hot working method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、連続鋳造により製造されたスラブ等の被加工材を熱間状態で加工する熱間加工設備および熱間加工方法に関する。 The present invention relates to a hot processing facility and a hot processing method for processing a workpiece such as a slab manufactured by continuous casting in a hot state.
連続鋳造設備では溶鋼から連続してスラブを製造し、このスラブを10m前後の長さに切断して次工程の熱間圧延ラインに圧延用素材として送り出す。この熱間圧延ラインでは、通常、スラブを加熱炉で加熱した後に、熱間圧延に供している。 In a continuous casting facility, a slab is continuously produced from molten steel, and the slab is cut to a length of about 10 m and sent to a hot rolling line in the next process as a rolling material. In this hot rolling line, the slab is usually heated in a heating furnace and then subjected to hot rolling.
ところで、スラブには、鋳造段階において発生する介在物欠陥などがあり、特にスラブ表皮下数mmまでに存在している介在物欠陥は、次工程以降の圧延工程あるいはめっき工程で鋼板の表面に線状疵を発生させる。このような介在物欠陥は、連続鋳造時に使用されるモールドパウダーやアルミナなどの脱酸生成物などを起源とし、数百ミクロン程度の大きさの介在物が疵の原因になるといわれている。 By the way, the slab has an inclusion defect that occurs in the casting stage. In particular, the inclusion defect existing up to several millimeters below the surface of the slab is formed on the surface of the steel sheet in the rolling process or the plating process after the next process. Generate a state defect. Such inclusion defects originate from deoxidation products such as mold powder and alumina used during continuous casting, and inclusions having a size of about several hundred microns are said to cause defects.
そのため、従来から、鋳造設備で製造されたスラブ表層部の全面を溶削(スカーフ)したり、グラインダーによって表面研削したり、切削刃により鋼板の表面を切削したりしてスラブの表面を手入れすることが一般的に行われている。 For this reason, conventionally, the entire surface of the slab surface layer manufactured by the casting equipment is subjected to hot cutting (scarf), surface grinding with a grinder, and the surface of the steel plate is cut with a cutting blade to care for the surface of the slab. It is generally done.
これらの中では、切削刃による手入れが、表面の欠陥が少なく能率が高い手入れ手法として注目されている。切削刃による被加工材の切削加工に関しては、従来より、冷間状態の被加工材を汎用的な門型加工設備で切削する手法が用いられている。門型加工設備は、スキッドを介して被加工材が設置されるベッドと、ベッドと一体に設けられ、被加工材を挟んで両側に設けられたレールと、レール上を移動可能に設置された柱状フレームを有する加工装置とを備え、柱状フレームを介して加工装置をレールに沿って移動させながら、被加工材に切削加工を施すものであり、通常、冷間状態で加工が行われる。 Among these, care with a cutting blade is attracting attention as a highly efficient care method with few surface defects. Conventionally, a technique of cutting a cold work material with a general-purpose gate-type machining facility has been used for cutting a work material with a cutting blade. The gate-type processing equipment is provided with a bed on which the work material is installed via a skid, a rail that is provided integrally with the bed, and that is provided on both sides of the work material, and is movable on the rail. A processing apparatus having a columnar frame, and cutting the workpiece while moving the processing apparatus along the rail through the columnar frame, and processing is normally performed in a cold state.
一方、熱間状態の鋼材は、冷間状態の鋼材に比べて、切削時の比切削抵抗が小さくなり、特に500℃以上では冷間時の2/3〜1/2まで低減するため、被削性(快削性)が良好であり、切削面の表面粗さも良好となる。また、熱間状態で表面の手入れを行うことにより、スラブを再加熱する際の熱エネルギーを低減することができる。このため、切削による鋼スラブの表面手入れを、熱間状態で行うことが検討されている(特許文献1〜4)。
On the other hand, the steel material in the hot state has a lower specific cutting resistance at the time of cutting than the steel material in the cold state, and particularly at 500 ° C. or higher, it is reduced to 2/3 to 1/2 in the cold state. The machinability (free machinability) is good, and the surface roughness of the cut surface is also good. Moreover, the thermal energy at the time of reheating a slab can be reduced by performing the surface care in a hot state. For this reason, performing surface care of the steel slab by cutting in a hot state has been studied (
熱間状態でスラブを加工する際にも、門型加工設備を用いることが考えられるが、門型加工設備で熱間状態の被加工材に対して切削加工等を行う場合、被加工材は高温であり、被加工材として連続鋳造後の熱間スラブを用いた場合には800℃にも達するため、被加工材の熱がベッドに伝熱し、ベッドが熱膨張する。ベッドが熱膨張すると、レールがベッドと一体に設けられているため、レール間隔が広くなり、加工装置の走行が困難となってしまう。また、たとえ加工装置が走行できたとしても、ベッド等の熱変形により、切削精度が低下してしまう。このため、汎用の門型加工設備を用いて熱間状態の被加工材を加工することは困難である。 When processing slabs in a hot state, it is conceivable to use a portal processing facility, but when performing a cutting process on a workpiece in a hot state with the portal processing facility, When the hot slab after continuous casting is used as the work material, the temperature reaches 800 ° C., so that the heat of the work material is transferred to the bed and the bed is thermally expanded. When the bed is thermally expanded, the rail is provided integrally with the bed, so that the rail interval is widened and it is difficult to run the processing apparatus. Moreover, even if the processing apparatus can run, the cutting accuracy is reduced due to thermal deformation of the bed or the like. For this reason, it is difficult to process a workpiece in a hot state using a general-purpose portal processing facility.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、熱膨張による不都合を抑制し、被加工材を高精度で熱間加工することができる熱間加工設備および熱間加工方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a hot working facility and a hot working method capable of suppressing inconvenience due to thermal expansion and hot working a workpiece with high accuracy. This is the issue.
上記課題を解決するため、本発明は、以下の(1)〜(10)を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following (1) to (10).
(1)熱間状態の被加工材が設置されるベッドと、
ベッドと一体に設けられ、該ベッド上に設置される被加工材を挟んで両側に設けられたレールと、
前記レール上を移動可能に設けられ、被加工材に熱間加工を施す加工装置と、
前記ベッド上の被加工材を設置する被加工材設置領域を囲繞するように設けられ、冷却水を堰き止めて前記ベッド上に冷却水プールを形成するための堰部材と、
前記被加工材設置領域に冷却水を供給する冷却水供給機構と
を有し、
前記冷却水プールにより前記ベッドを冷却した状態で、前記被加工材設置領域の所定位置に被加工材を設置して前記加工装置を前記レール上で移動させながら被加工材に所定の熱間加工を施すことを特徴とする熱間加工設備。
(1) a bed on which a hot workpiece is installed;
Rails provided integrally with the bed and provided on both sides with the work piece placed on the bed sandwiched between,
A processing device that is provided so as to be movable on the rail and that performs hot processing on a workpiece,
A dam member provided to surround a work material installation area for installing the work material on the bed, and a dam member for damming cooling water to form a cooling water pool on the bed;
A cooling water supply mechanism for supplying cooling water to the workpiece installation area,
In a state where the bed is cooled by the cooling water pool, the workpiece is installed at a predetermined position in the workpiece installation area, and the workpiece is moved on the rail, and the workpiece is subjected to predetermined hot working. Hot working equipment characterized by applying
(2)前記ベッド上に設けられた支持部材をさらに有し、被加工材は、前記支持部材を介して前記ベッド上に設置され、前記冷却水プールは、前記支持部材の一部が浸漬される程度の高さとされ、被加工材が設置された際に被加工材が冷却水に触れないようにすることを特徴とする(1)に記載の熱間加工設備。 (2) The apparatus further includes a support member provided on the bed, the workpiece is installed on the bed via the support member, and the cooling water pool is immersed in a part of the support member. The hot working facility according to (1), wherein the work material is prevented from touching the cooling water when the work material is installed.
(3)前記被加工材設置領域において前記被加工材の移動を抑止する移動抑止手段をさらに有することを特徴とする(1)または(2)に記載の熱間加工設備。 (3) The hot working facility according to (1) or (2), further comprising movement restraining means for restraining movement of the workpiece in the workpiece installation area.
(4)前記移動抑止手段の一部が前記冷却水プールに浸漬されることを特徴とする(3)に記載の熱間加工設備。 (4) The hot working facility according to (3), wherein a part of the movement restraining means is immersed in the cooling water pool.
(5)前記被加工材が、連続鋳造により製造された熱間スラブであることを特徴とする(1)から(4)のいずれかに記載の熱間加工設備。 (5) The hot processing facility according to any one of (1) to (4), wherein the workpiece is a hot slab manufactured by continuous casting.
(6)前記加工装置は、前記被加工材の表面に対して切削加工を行う切削機構を有することを特徴とする(1)から(5)のいずれかに記載の熱間加工設備。 (6) The hot processing facility according to any one of (1) to (5), wherein the processing device includes a cutting mechanism that performs a cutting process on a surface of the workpiece.
(7)熱間状態の被加工材が設置されるベッドと、ベッドと一体に設けられ、該ベッド上に設置される被加工材を挟んで両側に設けられたレールと、前記レール上を移動可能に設けられ、被加工材に熱間加工を施す加工装置とを有する熱間加工設備における熱間加工方法であって、
前記ベッド上の被加工材を設置する被加工材設置領域に冷却水プールを形成し、その後前記被加工材設置領域の所定位置に被加工材を設置して前記加工装置を前記レール上で移動させながら被加工材に所定の熱間加工を施すことを特徴とする熱間加工方法。
(7) A bed on which a workpiece in a hot state is installed, a rail provided integrally with the bed, a rail provided on both sides of the workpiece to be installed on the bed, and a movement on the rail A hot working method in a hot working facility having a processing device that is provided and capable of performing hot working on a workpiece,
A cooling water pool is formed in the work material installation area for installing the work material on the bed, and then the work material is installed at a predetermined position in the work material installation area, and the processing device is moved on the rail. A hot working method characterized by subjecting a workpiece to predetermined hot working.
(8)前記ベッド上に被加工材を支持する支持部材を設け、前記冷却水プールを前記支持部材の一部が浸漬される程度の高さで形成した後、被加工材を前記支持部材を介して前記ベッド上に設置し、被加工材が冷却水に触れないようにすることを特徴とする(7)に記載の熱間加工方法。 (8) A support member that supports the workpiece is provided on the bed, and the cooling water pool is formed at a height that allows a part of the support member to be immersed, and then the workpiece is attached to the support member. The hot working method according to (7), wherein the work material is placed on the bed so that the workpiece does not touch the cooling water.
(9)前記被加工材が、連続鋳造により製造された熱間スラブであることを特徴とする(7)または(8)に記載の熱間加工方法。 (9) The hot working method according to (7) or (8), wherein the workpiece is a hot slab manufactured by continuous casting.
(10)前記熱間加工は、前記被加工材の表面に対する切削加工であることを特徴とする(7)から(9)のいずれかに記載の熱間加工方法。 (10) The hot working method according to any one of (7) to (9), wherein the hot working is a cutting work on a surface of the workpiece.
本発明によれば、ベッド上の被加工材設置領域に冷却水プールを形成した状態で、熱間状態の被加工材をベッド上に設置するので、被加工材の熱によるベッド等の熱膨張を抑制することができ、レールの変形により加工装置の走行が妨げられたり、ベッド等の熱変形により切削精度が低下したりすることを防止することができる。 According to the present invention, since the hot work material is installed on the bed with the cooling water pool formed in the work material installation area on the bed, the thermal expansion of the bed or the like due to the heat of the work material Therefore, it is possible to prevent the traveling of the processing apparatus from being hindered by the deformation of the rail, and the cutting accuracy from being lowered due to the thermal deformation of the bed or the like.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る熱間加工設備を示す断面図、図2はその平面図である。本実施形態では、熱間加工設備として、連続鋳造後の熱間スラブの表面をフライス切削する熱間加工設備を例にとって説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing a hot working facility according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. In the present embodiment, a hot working facility that mills the surface of a hot slab after continuous casting will be described as an example of the hot working facility.
本実施形態の熱間加工設備100は、門型加工機として構成され、スキッド12を介して熱間状態の被加工材である熱間スラブ1が設置されるベッド11と、ベッド11と一体に設けられ、ベッド11上に設置される熱間スラブ1を挟んで両側に設けられたレール13と、レール13上を移動可能に設けられた加工装置14と、ベッド11上の熱間スラブ1を設置するスラブ設置領域17を囲繞するように設けられ、冷却水を堰き止めてベッド11上に冷却水プール15を形成するための堰部材16と、ベッド11上の堰部材16で囲繞されたスラブ設置領域17に冷却水を供給する冷却水供給機構18と、冷却水を排水する排水機構19とを有する。
A
熱間スラブ1は、表面が800℃程度の高温であり、図示のように長手方向を固定ブロック21aおよび可動ブロック21bにより挟まれた状態で位置決めされ、熱間スラブ1の移動が抑止される。可動ブロック21bは、アクチュエータ22により位置調整可能となっている。これら固定ブロック21aおよび可動ブロック21bは、熱間スラブ1の移動を抑止する移動抑止手段として機能する。熱間スラブ1は天井クレーン(図示せず)により、スラブ設置領域17の所定位置に設置されるようになっている。なお、熱間スラブ1の移動をより確実に抑止するためにスラブ1の側面にもブロックを設けてもよい。
The surface of the
加工装置14は、レール13上を移動するフレーム31と、図示しない駆動機構によりフレーム31に対して上下方向および熱間スラブ1の幅方向に移動可能に設けられた加工ヘッド32と、加工ヘッド32内部の回転機構により回転可能に設けられ、熱間スラブ1の表面を切削加工する切削機構33とを有する。切削機構33は、加工ヘッド32を介してフレーム31に対して上下方向および熱間スラブ1の幅方向に移動可能となっている。
The
フレーム31は、下端部にレール13に対してローラー35を介して嵌め込まれたスライダー34を有する2つの柱状部31aと、2つの柱状部31aを繋ぐ水平部31bとを有している。そして、スライダー34がレール13に沿って移動することにより、フレーム31がレール13上を熱間スラブ1の長手方向に移動される。また、切削機構33はディスク状をなし、複数の切削チップ(図示せず)が取り付けられ、回転されることにより、切削チップによって熱間スラブ1の表面を切削加工するようになっている。
The
冷却水供給機構18は、被加工材である熱間スラブ1を加工する際に、スラブ設置領域17に冷却水を供給し、冷却水プール15を形成する。冷却水プール15によりベッド11が冷却される。このとき、冷却水プール15の高さ(水深)を、スキッド12の一部が冷却水に浸漬される程度になるようにする。これにより、スキッド12によりヘッド11の表面から離隔した状態の熱間スラブ1が、冷却水プール15に触れない状態とされる。なお、ブロック21a、21bの一部も冷却水プール15により冷却される。
The cooling
冷却水プール15の高さ(水深)は、ベッド11等の冷却効率を考慮した値に設定され、例えば200mm程度とされる。堰部材16の高さを、設定されたプール15の高さ(水深)とほぼ同じ程度の高さとし、堰部材16の高さを超えた分の冷却水をオーバーフローさせるようにすることができる。これにより、特段の手段を設けることなくプール15の高さ(水深)を常に所望の値に維持することができる。
The height (water depth) of the cooling
排水機構19は、冷却水プール15の冷却水を排水するのみならず、堰部材16をオーバーフローした冷却水をも排水可能となっている。
The
このように構成される熱間加工設備100においては、最初に、堰部材16で囲まれたスラブ設置領域17に冷却水供給機構18から冷却水を供給して冷却水プール15を形成する。このとき、冷却水プール15の高さ(水深)をスキッド12の一部が冷却水に浸漬する高さ、例えば200mm程度とする。
In the
この状態で、天井クレーンにより熱間スラブ1を冷却水プール15が形成されたスラブ設置領域17の所定位置に設置する。このとき、熱間スラブ1は、スキッド12上にベッド11表面から離隔した状態で設置される。これにより、熱間スラブ1が冷却水に触れない状態とされる。
In this state, the
この状態で、加工装置14の加工ヘッド32の位置を調節し、加工装置14をレール13に沿って走行させながら、切削機構33を回転させ、切削機構33の切削チップ(図示せず)により熱間スラブ1の表面を切削加工する。
In this state, the position of the
このように、高温の状態の熱間スラブ1を切削加工することにより、冷間状態のスラブに比べて、切削時の比切削抵抗が小さくなり、良好な被削性(快削性)を得ることができる。また、このように熱間状態で表面の手入れを行うことにより、スラブを再加熱する際の熱エネルギーを低減することができる。
Thus, by cutting the
ところで、熱間スラブは800℃程度の高温であるため、上記熱間加工設備100から冷却プールを除いた従来の門型加工設備で切削加工しようとすると、ベッド11は鋼製であるため、熱間スラブの熱によりベッド11が大きく熱膨張し、ベッドと一体に設けられたレール13が広がって、加工装置14の走行が困難となる。また、ベッド11、レール13、スキッド12、ブロック21a、21b等も鋼製であるため、熱間スラブの熱により熱変形して切削精度に悪影響を及ぼす。
By the way, since the hot slab is at a high temperature of about 800 ° C., if the conventional gate-type processing equipment excluding the cooling pool is removed from the
これに対して、本実施形態の熱間加工設備100では、ベッド11は冷却水プール15により冷却されているため、熱膨張が抑制され、ベッド11と一体に設けられているレール13の変形が抑制される。このため、加工装置14の走行に困難性をともなうことを回避することができる。また、冷却水プール15にはスキッド12およびブロック21a,21bも浸漬されているため、ベッド11やレール13に加えてスキッド12およびブロック21a、21bの熱変形も抑制することができ、切削精度を高く維持することができる。さらに、熱間スラブ1に冷却水が接触しないようにしたので、冷却水によって熱間スラブ1の熱がロスすることを防止できる。
In contrast, in the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、連続鋳造後の熱間スラブを被加工材として適用した場合について示したが、熱間状態の被加工材であればこれに限るものではない。また、上記実施形態では、熱間加工としてフライス切削を例にとって説明したが、フライス切削以外の切削であってもよく、また切削に限らず、熱間での溶削(スカーフィング)等、他の熱間加工にも適用可能であることは言うまでもない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment, the case where the hot slab after continuous casting is applied as a workpiece is shown, but the present invention is not limited to this as long as the workpiece is in a hot state. In the above embodiment, milling has been described as an example of hot working. However, cutting other than milling may be used, and the present invention is not limited to cutting. For example, hot cutting (scarfing), etc. Needless to say, the present invention can also be applied to hot working.
1 熱間スラブ
11 ベッド
12 スキッド
13 レール
14 加工装置
15 冷却水プール
16 堰部材
17 スラブ設置領域
18 冷却水供給機構
19 排水機構
21a 固定ブロック
21b 可動ブロック
22 アクチュエータ
31 フレーム
31a 柱状部
31b 水平部
32 加工ヘッド
33 切削機構
34 スライダー
35 ローラー
100 熱間加工設備
DESCRIPTION OF
Claims (10)
ベッドと一体に設けられ、該ベッド上に設置される被加工材を挟んで両側に設けられたレールと、
前記レール上を移動可能に設けられ、被加工材に熱間加工を施す加工装置と、
前記ベッド上の被加工材を設置する被加工材設置領域を囲繞するように設けられ、冷却水を堰き止めて前記ベッド上に冷却水プールを形成するための堰部材と、
前記被加工材設置領域に冷却水を供給する冷却水供給機構と
を有し、
前記冷却水プールにより前記ベッドを冷却した状態で、前記被加工材設置領域の所定位置に被加工材を設置して前記加工装置を前記レール上で移動させながら被加工材に所定の熱間加工を施すことを特徴とする熱間加工設備。 A bed where hot work material is installed;
Rails provided integrally with the bed and provided on both sides with the work piece placed on the bed sandwiched between,
A processing device that is provided so as to be movable on the rail and that performs hot processing on a workpiece,
A dam member provided to surround a work material installation area for installing the work material on the bed, and a dam member for damming cooling water to form a cooling water pool on the bed;
A cooling water supply mechanism for supplying cooling water to the workpiece installation area,
In a state where the bed is cooled by the cooling water pool, the workpiece is installed at a predetermined position in the workpiece installation area, and the workpiece is moved on the rail, and the workpiece is subjected to predetermined hot working. Hot working equipment characterized by applying
前記ベッド上の被加工材を設置する被加工材設置領域に冷却水プールを形成し、その後前記被加工材設置領域の所定位置に被加工材を設置して前記加工装置を前記レール上で移動させながら被加工材に所定の熱間加工を施すことを特徴とする熱間加工方法。 A bed on which a workpiece in a hot state is installed, a rail provided integrally with the bed, rails provided on both sides of the workpiece to be installed on the bed, and movable on the rail A hot working method in a hot working facility having a processing device for performing hot working on a workpiece,
A cooling water pool is formed in the work material installation area for installing the work material on the bed, and then the work material is installed at a predetermined position in the work material installation area, and the processing device is moved on the rail. A hot working method characterized by subjecting a workpiece to predetermined hot working.
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