JP2730845B2 - サイジングプレス装置及びその金型交換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延用のサイジン
グプレス装置及びその金型交換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間スラブを連続幅圧下するサイジング
プレスの金型配列については、特開昭６１−２０２７０
５号に、熱間スラブの搬送方向入側の傾斜チャンファ部
及び傾斜チャンファ部から出側に亘って平行部を有する
一対のプレス主金型と、熱間スラブの搬送方向入側から
出側へ開く傾斜部からなる後端予成型用金型とが積層配
置されているものが示されている。さらに、主金型の寿
命を考慮し、特開平２−６００３号に示されるように、
主金型を２段にし、後端予成型用金型を含め３段で構成
されているものもある。しかし、これらの技術は金型カ
リバ形状については、なんら言及しておらず、基本的に
はカリバ形状がフラット形状を前提とした技術であっ
た。

【０００３】次に、サイジングプレスでは金型交換の問
題がある。例えば、特開昭６０−９６３０１号に示され
るサイジングプレスでは幅圧下を行う金型は高温・高圧
下に曝されるため寿命が短く、鋼の熱間圧延ラインにお
いては一般に１００本程度の熱間スラブを幅圧下すると
その寿命に達していた。このような金型の寿命延長のた
め、特開昭６２−２８２７３８号には金型を上下方向に
シフトさせ熱負荷を軽減する方法が実施されているが必
ずしも満足できるものではなく、大規模なホットストリ
ップミルラインでは１日程度で寿命に達してしまい金型
を交換しなければならなかった。サイジングプレスの金
型の交換は操業中に実施しなければならず、必要最小限
の少人数で運転しているミルラインでは、金型交換時間
を最小限にすることはもちろんのこと、金型交換時のオ
ペレータの作業を極力低減するかあるいは皆無すること
が望まれていた。従来の技術では、例えば、サイジング
プレス上方に金型交換装置が設置されており、サイジン
グプレスから使用済み金型を上方に抜き出し、これを横
方向に運搬し、金型交換装置に待機していた研磨後の金
型をサイジングプレス上に位置させ、研磨後の金型を装
置内に落とし込むことで金型を交換する。このような装
置によれば金型交換はミルライン停止時間を比較的短時
間（例えば５分）で実現できる。しかしながら、サイジ
ングプレス上方に抜き出された金型を、次に必要とされ
る金型と交換するのはオペレータがクレーンを使用して
行っていた。

【０００４】さらに、最近では前述した金型寿命による
交換のニーズの他に、スラブ断面あるいは鋼種によって
最適な金型を使用するニーズが高まっており、金型交換
は従来よりも頻繁に行う必要がでてきた。例えば、鋼種
による金型使い分けの例としては、ステンレス鋼におい
ては従来より、幅方向エッジ近傍に発生するシーム疵が
問題となっていたが幅圧下時の金型形状を最適化するこ
とによって、シーム疵を低減できることが知られてお
り、低炭素鋼用の金型とは別形状の金型とすることが望
ましい。多品種小ロット生産のニーズに応えるため、例
えばステンレス鋼のような特殊な材料の圧延チャンスは
分散傾向にあり高頻度の金型交換を想定した装置が必要
になってきた。

【０００５】また、サイジングプレスでは、金型の表面
損傷が発生するため、一定期間使用毎に金型を取外し、
改削する。幅圧下後の材料板幅精度保証のために、金型
板厚が変化するたびに、金型間の間隔をオンラインにて
実測し、幅調整を実施しているのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
実情に鑑み、サイジングプレスの金型構成の改善及びそ
れに伴う次のような種々の課題を解決することを目的と
する。 （１）カリバ形状がフラットな金型では、ステンレス鋼
のようにエッジシームが問題となる鋼種に対して、スラ
ブ側面を凹形状に加工できないので、改善の必要があ
る。

【０００７】（２）ステンレス鋼の幅圧下に最適な凹形
状の主金型を組み込むと、この主金型で普通鋼を幅圧下
することができない。すなわち、従来技術では、ステン
レス鋼と普通鋼のそれぞれ幅圧下時には金型を交換して
対応せざるを得ないという問題があった。 （３）上記（２）より、ステンレス鋼と普通鋼を交互に
幅圧下する場合、金型を交換しながら、鋼種をまとめて
処理せざるをえなかった。その理由は金型交換には一般
に数分を要するからである。

【０００８】（４）また、上記の問題の他に、普通鋼に
おいてもフラット金型では対応できない問題が発生して
きた。省エネルギーの観点からスラブ加熱温度の低温化
が進み、幅プレス後にスラブ稜線部が局部的な温度降下
を発生してγ→α変態を起し、γ領域とα領域の変形挙
動の違いによる倒れ込み状の疵を発生させていた。この
ため、普通鋼に対しては、プレス金型でスラブ稜線部を
圧下し、スラブ稜線部の局部的な温度降下を防止する必
要があることが分かってきた。

【０００９】（５）前述のように、金型種類が、フラッ
トなもの、スラブ側面を凹状に加工するもの、スラブ稜
線部を圧下するもの等多くなり、金型交換が高頻度とな
るのに対応して、サイジングプレス上方に設置された金
型交換装置の金型の設置位置を増やすことが考えられる
が、１セット分の金型の重量は１０数トンに及ぶもので
あり、地上数メートルの高さに多くの金型を設置するこ
とは設備が大型化し経済的でない。また、サイジングプ
レス上方に設置された金型交換装置では、地上数メート
ルの高さにある金型交換装置への金型のセットはオペレ
ータが玉掛け作業にて行う必要があり、この作業を高頻
度で行うことは安全性の問題もある。

【００１０】

【００１１】本発明は上記課題を解決したサイジングプ
レス装置を提供すると共に、これらにマッチした金型交
換技術を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために開発されたもので、次の諸種の技術手段か
らなる構成を有する。すなわち、本発明は、 （Ａ）普通鋼及びステンレス鋼の両者の熱間スラブを幅
圧下するサイジングプレス装置において、複数対のプレ
ス主金型を積層配置し、該主金型のカリバ形状を、スラ
ブ稜線部を圧下するカリバ形状と、スラブ側面を凹形状
に形成するカリバ形状との２種類以上としたことを特徴
とするサイジングプレス装置である。本発明において
「主金型」とは、熱間スラブの搬送方向入側の傾斜チャ
ンファ部及び傾斜チャンファ部から出側に亘って平行部
を有する金型を云う。これは熱間スラブの搬送方向入側
から出側へ開く傾斜部からなる後端予成型用金型と区別
するものである。

【００１３】（Ｂ）前記サイジングプレスの金型交換に
当たり、金型を積層金型ブロックごとにサイジングプレ
ス上方へ抜出し、研磨後の積層金型ブロックと一括交換
することを特徴とする金型交換方法を提供する。この方
法を好適に実施することができる本発明の装置は、サイ
ジングプレスの上方から側方に張出した架構と、この架
構上に載置され積層金型ブロックを吊り上げて前記架構
上を横行する吊上装置とから構成したことを特徴とする
金型交換装置である。この装置は、サイジングプレス上
方へ使用済み金型を積層金型ブロックごと抜出し、サイ
ジングプレス上方に待機している新金型ブロック（研磨
後の金型ブロック）をサイジングプレスに取付ける。そ
の後に前記使用済み金型ブロックを横行搬送し、床レベ
ルに設置された地上台車上で使用済み金型ブロックと研
磨後の金型ブロックの載せ替え作業を実施する。

【００１４】

【００１５】

【作用】サイジングプレスの金型に要求される機能は、
従来は、長寿命化と先後端予成形機能だけであった。こ
れに対し、本発明は金型側面のカリバ形状を材料の特性
やニーズに応じて最適化し、それぞれの材料に対して、
最適なカリバ形状の金型で幅圧下することができるよう
にした。

【００１６】ステンレス鋼の場合、サイジングプレス金
型に要求される機能は、スラブ側面形状を凹型に成型
し、エッジシームの入り込み量を少なくすることであ
り、一方、普通鋼の場合、低温抽出してもスラブ稜線部
が局部的に冷却されてしまわないように、スラブ稜線部
を加工できるような金型が望ましい。すなわち、材料に
よってサイジングプレス金型に要求される機能が異なる
わけである。

【００１７】さらに、一般のホットストリップミルで
は、チャンス規制の解除のため、普通鋼とステンレス鋼
を交互に圧延したいというニーズをもっている。普通鋼
とステンレス鋼を圧延する度に金型を交換することは、
生産効率を阻害することになるため、金型交換なしで上
記を実施することが望ましい。すなわち、ステンレス鋼
と普通鋼を交互に幅圧下するサイジングプレスでは前述
した主金型を、２種類（２種類のカリバ形状）以上有
し、それらを、積層してセットしておき、材料に応じて
前記カリバ形状の異なる金型を上下方向に移動し、使い
分ける方法が極めて有効になる。

【００１８】さらに、従来技術であるクロップ制御を実
施しようとする場合、主金型の他に、予成形（例えば後
端予成形）用の金型がそれぞれの鋼種について必要とな
る。このときは、（イ）普通鋼主金型、（ロ）普通鋼後
端予成形金型、（ハ）ステンレス鋼主金型、（ニ）ステ
ンレス鋼後端予成形金型の４段の金型を積層する必要が
ある。金型の段数は２段以上あれば何段でよい。また予
成形の必要性や金型寿命の観点から、積層する金型は必
ずしも別のものである必要はなく、同じ金型を２個積層
することもありうる。

【００１９】次に、本発明の金型交換方法について説明
する。本発明では積層金型ブロックごとに交換する。使
用済み金型は自動にて床レベルまで搬送される。従っ
て、高所での玉掛け作業が不必要となる。地上での玉掛
け作業は、地上の台車上にある程度のストックを持つこ
とによって作業の頻度が減少する。また、サイジングプ
レス上方での作業ではないため、必ずしもミルラインの
オペレータが玉掛けする必要はなく、少人数で運転して
いるミルラインでは好都合である。さらに、地上台車
（金型置場）から必要とする金型だけを、サイジングプ
レス上方の交換装置に搬送してセットすることが可能で
あり、金型の種類が増えてもサイジングプレス上方の交
換装置の支持構造を大掛かりにする必要はなく、次にセ
ットする金型ブロックと使用済み金型ブロックの２セッ
ト分の金型を支持できれば十分である。なお、使用した
い金型の種類が増えても柔軟に対応することができる。
本発明のサイジングプレス装置の金型交換方法を実施す
るのに好適なサイジングプレス装置としては、さらに以
下に説明する吊上装置、架構および載替装置を設けるこ
とが好ましい。すなわち、積層型ブロックをサイジング
プレス本体から吊り上げた後に、サイジングプレス本体
上方に待機している研摩済みの積層金型ブロックをサイ
ジングプレス本体に落とし込むことにより、積層金型ご
と金型を交換する吊上装置を設ける。該吊上装置は、サ
イジングプレス本体の上方から地上台車（金型置場）の
上方まで張り出した架構上にて、積層金型ブロックを横
行搬送可能とし、使用済みの積層金型ブロックを地上台
車（金型置場）の上方まで搬送できる。そして、地上台
車の上方には載替装置を設置しておく。該載替装置は地
上台車に置いてある改削済みの積層金型ブロックを吊り
上げて、吊上装置の使用済み積層金型ブロックを地上台
車上にあった改削済み積層金型ブロックに載せ替える作
用を持つ。使用済み積層金型ブロックは載替装置により
地上台車上に置かれ、研摩済み積層金型は吊上装置によ
りサイジングプレス本体の上方まで搬送されそこで次の
金型交換まで待機する。以上のように、本発明のサイジ
ングプレス装置は金型交換機能を持たせることにより、
多くの種類の金型を一度に交換できる構造となり、ま
た、サイジングプレス上方に多くの金型の設置位置を必
要としない。

【００２０】また、本発明のサイジングプレス装置にお
いては、サイジングプレス本体に装着された金型の幅方
向への移動範囲内の所定位置に、位置確認用のレーザ光
を通しておくことが好ましい。金型間の間隔をオンライ
ンにて実測する方法では、従来、金型間に人が入って計
測していたが、本発明のように複数子の金型を上下方向
に並べて、交互に使用するような場合は、金型数と同じ
回数の幅測定を実施する必要があり、長時間を要する。
そこで、金型の位置確認用のレーザ光を金型の長手方向
と平行に通しておき、改削後の金型をプレス本体に装着
した後、サイジングプレスの幅調整用駆動装置を用いて
金型の開閉を実施する。金型は幅方向に動作しながらあ
るタイミングでレーザを遮光する。この位置を認識する
ことによって金型の幅方向の位置を求めることができ
る。金型が上下に積み重ねられている時には、段数分の
レーザ光を通しておき、一回の幅方向移動動作にて、全
ての金型の幅方向の位置を認識することができる。な
お、以上説明した金型位置の認識方法は、本発明の金型
交換方法により金型を交換した後に実施することが好ま
しい。

【００２１】

【実施例】

〔実施例１〕ホットストリップミルにおいて、普通鋼は
スラブ厚２６０ｍｍであり、ステンレス鋼はスラブ厚２
００ｍｍである。金型は、図１に示すように４段で構成
されており、それぞれ普通鋼主金型１、普通鋼後端予成
形金型２、ステンレス鋼主金型３、ステンレス鋼後端予
成形金型４である。

【００２２】普通鋼１００用金型１は図２に示されるよ
うなカリバ形状のものを用い、ステンレス鋼１０１用金
型は図３に示されるカリバ形状の金型を使う。ステンレ
ス鋼１０１と普通鋼１００は交互に圧延する。普通鋼の
幅圧下時は普通鋼主金型１、普通鋼後端予成形金型２を
用いて、従来技術によって先後端予成形と幅圧下を行
う。ステンレス鋼をプレスするときには、例えば油圧シ
リンダ駆動によって金型を上下方向に移動し、ステンレ
ス鋼主金型３、ステンレス鋼後端予成形金型４を用いて
先後端予成形と幅圧下を行う。金型の上下方向移動時間
は数秒であり、生産を阻害するものではない。

【００２３】図４は本発明の１実施例を示すサイジング
プレスの要部断面図である。図５はその平面図を示す。
図４の例は金型１、２、３、４を上下方向に４段装着し
た例である。左右は各々同レベルの金型同士で使用す
る。金型シフトシリンダ１６を用いて金型を上下に移動
させ、金型スライダブロック２１を上下移動し、使用す
る金型を選択する。金型を交換する時は金型スライダブ
ロック２１と金型１、２、３、４を同時に上方に吊上げ
て、オフラインにて改削する。金型１、２、３、４は各
々損傷程度が異なるため、改削量も異なり、図４に示す
ように、各々が異なった厚みとなる。板幅、又は幅殺し
量に応じて金型位置を調整するために、幅調整装置が設
置されている。幅圧下動力はクランク軸１３を電動機で
回転させコネクティングロッド１４を介して本体ブロッ
ク１１に伝達される。

【００２４】図４、図５に示すように、金型１、２、
３、４のそれぞれの長手方向に左右、各々４段ずつレー
ザ６が配置されている。レーザは投光側６１と受光側６
２より構成されている。改削後の金型スライダブロック
２１を装着したら幅調整モータ１２にて、金型を矢印２
３で示す幅方向に動作し、レーザ６を遮光するタイミン
グを金型毎に、幅認識用回転計ＰＬＧ１５にて検出す
る。

【００２５】これによって、各々の金型の幅方向の位置
を基準点より求めることが可能になる。 〔実施例２〕図６に示したサイジングプレス３０には、
金型取付ブロック（スライダ）２０に金型１，…が装着
されている。金型交換時は金型交換装置によって、金型
をブロックごとにスライダ２０と共に上方に引き抜く。
金型交換装置はサイジングプレス３０上から、サイジン
グプレスの横方向に張出して設けられた架構４０、架構
４０上に敷設された軌条４１、軌条４１上を走行する交
換台車４２、交換台車４２上に載設された吊上装置４
３、地上台車５１上のスライダ２０を吊上げて交換台車
４２上に載せ替える載替装置５０とから構成されてい
る。交換台車４２を軌条４１上を移動させ、載替装置５
０の上にセットされている研磨後の金型を載替装置５０
によって交換台車４２上に載せ替える。交換台車４２は
サイジングプレス上方に戻り、金型スライダをサイジン
グプレス装置本体３０に落とし込みセットする。

【００２６】抜出した使用済み金型を載せたオンライン
交換台車４２は、さらに幅方向に移動し、地上台車との
載替装置５０の下に移動する。地上台車５１との載替装
置５０は使用済み金型を吊った状態で地上台車５１上に
降ろす。使用済み金型を受け取った地上台車５１は、次
に交換台車４２に搭載したい金型を、地上台車５１をシ
フトさせることで地上台車との載替装置５０の真下にセ
ットし吊上げる。交換台車４２をシフトし、交換台車４
２に次の金型をセットすることができる。

【００２７】サイジングプレス装置本体上の使用済み金
型を床レベルまで降ろし、かつ床レベルにある研磨後の
金型をサイジングプレス装置本体上の金型交換装置にセ
ットできる機能があれば、ハードウエア構成は必ずしも
以上の実施例に限定されるものではない。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、ステンレス鋼について
はエッジシームの軽減を図り、普通鋼については、倒れ
込み疵の解消を図ることができる。さらに、エンドレス
圧延等でもステンレス鋼と普通鋼を交互に金型交換する
ことなしに迅速に幅圧下することができる。

【００２９】また、複数の金型の一括交換が可能である
ので、オペレータ作業を軽減しかつ安全な金型交換を実
現することができる。また少人数運転のミルラインにお
いても、多くの金型を用いた高頻度金型交換が可能とな
った。さらに、金型の幅調整を自動化することができた
ため、安全に短時間で左右の金型の間隔の測定が可能に
なった。またラインセンタよりの左右の各々位置が精度
よく検出できるようになったため、板幅精度の向上に役
立ち、また横曲り等の板の変形も防止できるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の金型取付け配列を示す（ａ）平面図、
（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。

【図２】普通鋼幅圧下用金型のカリバ形状を示す図であ
る。

【図３】ステンレス鋼幅圧下用金型のカリバ形状を示す
図である。

【図４】実施例のサイジングプレスの要部断面図であ
る。

【図５】図４の平面図である。

【図６】金型交換装置の全体側面図である。

【符号の説明】

１、２、３、４ 金型 ６ レーザ １０ 幅調整スクリュー １１ 本体ブロック １２ 幅調整モータ １３ クランク軸 １４ コネクティングロッド １５ 回転計（幅認識用） １６ 金型シフトシリンダ ２０ 金型取付ブロック（スライダ） ２１ 金型スライダブロック ２２、２３ 矢印 ３０ サイジングプレス ４０ 架構 ４１ 軌条 ４２ 交換台車 ４３ 吊上装置 ５０ 載替装置 ５１ 地上台車 ６１ 投光側 ６２ 受光側 １００ 普通鋼 １０１ ステンレス鋼

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武智 敏貞 千葉市中央区川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社 千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 平１−241301（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 普通鋼及びステンレス鋼の熱間スラブを
   幅圧下するサイジングプレス装置において、複数対のプ
   レス主金型を積層配置し、該主金型のカリバ形状を、ス
   ラブ稜線部を圧下するカリバ形状と、スラブ側面を凹形
   状に形成するカリバ形状との２種類以上としたことを特
   徴とするサイジングプレス装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のサイジングプレス装置の
   金型を交換するに当たり、金型を積層金型ブロックごと
   にサイジングプレス上方へ抜出し、研磨後の積層金型ブ
   ロックと一括交換することを特徴とするサイジングプレ
   ス装置の金型交換方法。