JP3053919B2 - 鋼片の幅拡げ鍛造型および鋼片の鍛造方法 - Google Patents

鋼片の幅拡げ鍛造型および鋼片の鍛造方法

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JP3053919B2 JP3221137A JP22113791A JP3053919B2 JP 3053919 B2 JP3053919 B2 JP 3053919B2 JP 3221137 A JP3221137 A JP 3221137A JP 22113791 A JP22113791 A JP 22113791A JP 3053919 B2 JP3053919 B2 JP 3053919B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一対の金敷をもつ鋼片
(ブルーム)の幅拡げ鍛造型、および該鍛造型を用いて
鋼片を鍛造して幅拡げを行う鍛造方法、並びに前記鍛造
金敷を2対用いてH型断面のビームブランクを成形する
鍛造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】広幅の鋼板を圧延する場合、従来は次の
5つの方法が用いられている。 a. ストレート縦圧延(図10参照) スラブ幅が必要な圧延幅に一致している場合で、スラブ
幅を圧延幅として、そのまま圧延する。 b. ストレート横圧延(図11参照) スラブ長さが必要な圧延幅に一致している場合で、スラ
ブを90度転回し、スラブ長さを圧延幅として、そのま
ま圧延する。
【0003】c. 幅出し縦圧延(図12参照) スラブ幅が圧延幅より小さく、スラブの幅方向を圧延幅
とする場合で、スラブを90度転回し、スラブ幅が所定
の圧延幅になるまで幅出し圧延し、再び90度転回し、
圧延する。 d. 幅出し横圧延(図13参照) スラブ長さが圧延幅より小さく、スラブの長さ方向を圧
延幅とする場合で、スラブをそのまま圧延し、スラブの
長さが所定の圧延幅に達したら、90度転回し、圧延す
る。
【0004】e. キャメルクラウンロール圧延法(図
14参照) 圧延直角方向にスラブの幅を拡大する方法で、スラブ幅
の1/2以下の幅の凸部を有したロールでスラブの幅中
央部を圧下する。この時、ロール凸部で圧延された素材
部分は、材料の未変形部により強く拘束を受け長さ方向
にほとんど伸びることができず、大きな幅拡がりを生じ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記a−eの方法には
次の問題があった。 a. ストレート縦圧延 素材幅より大きい幅の製品を製造できない。 b.c.dにおける幅方向の圧延 1) ロール胴長が大きい。 2) 幅方向のサイド折込みが発生しやすい。 3) 長手方向に幅寸法がばらつく。 4) ブルームでは幅出し圧延は不可能。 5) 製品の伸び長さが小さい。 e. キャメルクラウンロール圧延法 1) キャメルクラウンロール用の専用の圧延機を必要
とする。 2) スラブ(またはブルーム)の幅寸法毎に専用ロー
ルを必要とする。
【0006】本発明は、鋼片(ブルーム)の幅拡げが可
能で、しかもブルームの目標拡げ幅が変化しても1種類
の鍛造型で対応できる、鋼片の幅拡げ鍛造型および鋼片
の鍛造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、次の手段によって達成される。すなわち、
【0008】(1) 互いに進退される一対の金敷から
成り、前記一対の金敷はそれぞれテーパ面と該テーパ面
に連続するフラット面を備えており、前記一対の金敷の
テーパ面は一定幅でかつテーパ面同志の間隔が前端から
後方にいくに従い減少されており、前記一対の金敷のフ
ラット面は互いに平行でかつ後方にいくに従い幅が拡大
されていることを特徴とする鋼片の幅拡げ鍛造型。
【0009】(2) 圧延ラインより前段に、一定幅の
テーパ面と後方にいくに従って幅が拡大するフラット面
を有する一対の金敷を装着したプレス装置を配してお
き、前記一対の金敷間で鋼片を押圧し続いて前記一対の
金敷を離反させて前記鋼片を一定量送ることを、複数回
繰返し、前記鋼片の幅拡げを行なうことを特徴とする鋼
片の鍛造方法。 (3) 一定幅のテーパ面と後方にいくに従って幅が拡
大するフラット面を有する一対の第1の金敷を上下に配
し、同様に一定幅のテーパ面と後方にいくに従って幅が
拡大するフラット面を有する一対の第2の金敷を左右に
配しておき、前記一対の第1の金敷間で鋼片を押圧し、
前記一対の第2の金敷間で前記鋼片を押圧し、続いて前
記一対の第1の金敷を離反させるとともに前記一対の第
2の金敷を離反させて前記鋼片を一定量送ることを、複
数回繰返してビームブランクを成形することを特徴とす
る鋼片の鍛造方法。
【0010】
【作用】金敷のテーパ面の一定幅をwは、鋼片幅をWと
した場合、2w≦W(2w>Wも可。但し、幅拡がり効
果が低下)とする。テーパ面で最初の成形を行う場合、
テーパ面で成形された圧下部の両側の非圧下部により圧
下部の長手方向伸びが拘束されるため、変形量の殆どが
幅拡がりに行く。金敷の圧下幅は後方に行くに従い拡大
しているが、どの圧下段階においてもその圧下領域の幅
は、非圧下領域の幅(既圧下領域と未圧下領域の幅の
和)よりもはるかに小さいので、前述同様、圧下領域の
長手延びが非圧下領域に拘束され、変形量の殆どが幅拡
がりに行く。また、フラット面が後方に行くに従い幅が
拡大しており、最終端幅dを鋼片の拡げられた幅W´以
上とした場合、金敷の圧下、素材の長手方向の送りを繰
返しているうちに、圧下部の幅が段階的に拡がり、最終
的に全幅が平坦に成形される。
【0011】上記金敷を一対用いて鋼片の幅拡げ鍛造を
行なうときは、一対の金敷による鋼片の厚み方向への一
定ストロークの圧下と、鋼片の長手方向への一定量の送
りを繰返して成形する。この時、テーパ面の圧下で主に
幅拡げをし、除々に拡幅されたフラット面で全幅を平坦
にしていくので、鋼片の幅寸法の影響をほとんど受ける
ことなく鋼片の幅拡げ鍛造を行なうことができる。従来
のキャメルクラウンロールによる幅拡げ成形の場合は、
鋼片の幅寸法毎に専用ロールを必要としたが、本発明で
は1台のプレス、1対の金敷で、W≧2w(W<2wも
可。但し、幅拡がり効果が低下)、W´≦dの任意の幅
の鋼片の幅拡げを行なうことができる。
【0012】さらに、上記の金敷を上下に一対(但し、
金敷の幅は目標とするビームブランクのウェブ内幅に合
わせる)、左右に一対配して鋼片の鍛造を行なうことに
より、H型断面のビームブランクを成形できる。
【0013】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1−図5は本発明の一実施例に係る鍛造型を
示す。鍛造型は互いに進退される一対の金敷10、10
を有し、各金敷10は鋼片2を押圧する側に、テーパ面
12と、テーパ面12の鋼片送り方向後方に連続するフ
ラット面14と、テーパ面12およびフラット面14の
両側に位置する逃げ傾斜面16を有する。各金敷10は
さらに、鋼片2を押圧する側と反対側の裏面18と、鋼
片を押圧する側の面12、14、16およびそれと反対
側の面18を接続する側面20と、を有する。
【0014】テーパ面12は鋼片送り方向に20度以下
の緩やかな角度θ1をもって傾斜している。すなわち、
一対の金敷10のテーパ面12間距離は鋼片送り方向前
端から後方にいくに従い減少されている。θ1 を20度
以下とするのは、金敷のテーパ面12近傍における鋼片
2のせん断変形を防止して鋼片2の内部品質の向上をは
かり、さらに金敷各部位間(テーパ面12の部位とフラ
ット面14の部位)での幅拡がり量の過大な変動を防止
するためである。鋼片2の送り量(フィード量:L)
は、テーパ面12での圧下投影長さΔt以内とする。す
なわち、 L≦Δt/(2tanθ1 ) とする。
【0015】また、テーパ面12の幅wは、鋼片の幅W
の1/2以下とする。逆に云えば、テーパ面12の幅を
wとすると、この金敷10によって幅拡げ鍛造される鋼
片の幅Wは2w以上とする。この理由は、テーパ面12
で最初の成形を行う際、逃げ傾斜面16で挾圧される鋼
片の非圧下部2bにより、圧下部2a(テーパ面12で
挾圧された部分)の長手方向伸びを拘束して変形量の殆
どを幅拡がり方向に生じさせるためである。W≧2wの
条件によって、効果的な鋼片幅拡げ鍛造を行うことが可
能になる。
【0016】一対の金敷10、10のフラット面14、
14は互いに平行である。また、各金敷10のフラット
面14は、その幅が鋼片送り方向後方にいくに従い除々
に増大されている。フラット面14の前端の幅はテーパ
面12の幅wと同じであり、後端の幅dは鋼片の拡げら
れた幅(目標拡げ幅)W´(>W)以上とされている。
【0017】逃げ傾斜面16は、金敷10と鋼片2との
当たり方、すなわち鋼片2のスムーズな広がり、当たり
面での鋼片の折れ込みの防止を考慮し、逃げ角度θ3
設けられている。フラット面14の広がり角度θ2 、逃
げ傾斜面16の傾斜角θ3 は、プレスの容量および鋼片
2との当たり条件を考慮し、さらに下式に従い決定され
る。 L<Δt/(2tanθ2 ×tanθ3 ) ただし、Δtは一対の金敷10、10のトータル圧下量
である。
【0018】つぎに、上記の一対の金敷10、10を用
いて、鋼片2を幅拡げ鍛造する方法について説明する。
圧延ラインより前段に配置されたインラインプレスに、
あるいは圧延ラインより前段の別ラインに設けたプレス
に上記の一対の金敷10、10を上下に装着し、その間
に鋼片2を送り込み、上記一対の金敷10、10を互い
に接近する方向に移動させて一対の金敷10、10間で
鋼片2を押圧する。続いて、一対の金敷10、10を離
反させて鋼片2から離し、この状態で鋼片2を一定量L
送る。この金敷10、10による鋼片押圧と鋼片2の一
定量送りを、複数回繰返し、鋼片2の幅拡げを行なう。
【0019】図6は、上記鍛造における鋼片2の成形
の、プラステイシンモデル実験結果を示す。(プラステ
イシンモデル実験とは、色付きの細い角状の粘土状の棒
を多数組合せてモデルを作り、それに荷重をかけて塑性
変形を生じせしめ、色付き棒の断面の変形した模様によ
り、変形の進んだ状態を知る実験をいう。)
【0020】図6において、イは荷重をかける前の状
態、ロからヌは金敷による押圧とモデルの一定送りを繰
返していったときの変形の進行と幅拡げを示し、ルは変
形後のモデルで全幅にわたって平坦に押拡げが完了した
状態を示す。図6からわかるように、鋼片2は、最初幅
中央部が部分的に圧下され、その後、プレス回数の進行
に伴い、圧下部の幅が段階的に拡がり、最終的には全幅
が平坦に成形される。
【0021】上記方法に従う成形では、幅拡がりが大き
い。一般にプレス圧下方式は圧延方式のロールに比べ金
敷の材料との接触面積が大きいために、金敷の押面が単
純に平坦な場合でも通常の圧延に比べ幅拡がりが変形が
大きい。本発明では、繰返し押圧の過程においてそれぞ
れに非圧下部を設けて、長手方向の変形を抑制し幅方向
に拡がるようにしたので、大きな幅拡がりが得られる。
したがって、限られた幅寸法の素材から、それをはるか
に上まわる寸法の粗角材を製造できる。
【0022】上記幅拡げ方法においては、金敷10、1
0の圧下量Δtにより、目標幅寸法を任意にコントロー
ルできる。図7は、圧下量を変えたときの拡幅の変化の
試験結果を示している。試験条件は、モデル比が1/
5、素材寸法が56mm厚×110mm幅、金敷条件が
w=40mm、θ1 =11度、θ2 =15度、θ3 =3
0度、フィード量L=Δt/(2tan11°)とし
た。図7からわかるように、金敷圧下量Δtを変えると
拡げ幅が変化する。したがって、逆に目標拡げ幅が設定
されると、圧下量Δtが算出でき、圧下量を算出圧下量
にするだけで目標拡げ幅に拡げることができる。従来
は、キャメルクラウンロールを交換していたが、本発明
では金敷の交換は必要ない。
【0023】したがって、本発明方法では、1基のプレ
ス、1対の金敷で種々の拡げ幅の成形ができる。また、
広幅平鋼の製造のための専用設備を必要としないことが
わかる。
【0024】つぎに、上記の対をなす金敷10、10を
2対用いて、H型鋼のビームブランクを製造する鍛造方
法について説明する。図8、図9に示すように、一対の
第1の金敷10(A)、10(A)を上下に配し、同様
に一対の第2の金敷10(B)、10(B)を左右に配
する。そして、鋼片2を金敷間に送り込み、まず、一対
の第1の金敷10(A)、10(A)間で鋼片2を押圧
し(図8から、図9の状態)、その押圧状態を保ったま
ま、続いて一対の第2の金敷10(B)、10(B)で
鋼片2を押圧し、図9のように、鋼片前部をH型のビー
ムブランクとする。続いて、第1の金敷10(A)、1
0(A)を鋼片2から離反させるとともに、第2の金敷
10(B)、10(B)を鋼片2から離反させて、鋼片
2を一定量送る。この鋼片2の押圧と一定量送りを複数
回繰返して、全長にわたってH型断面とされたビームブ
ランクを成形する。
【0025】上記の成形においては、ウェブ部、フラン
ジ部共に前記の拡幅鍛造と同様な成形を行うことによ
り、圧下部の長手伸び変形が非圧下部に拘束されて効率
的な幅拡げが行える。さらに、ウェブ部の圧下の際に、
非圧下部(ビームブランクのフランジ部に相当)は厚み
の減少を伴わないなどにより、同一断面の鋼片を用い
て、圧延方式では不可能な大断面のH型断面ビームブラ
ンクの製造が可能となる。
【0026】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、テーパ面の
幅、フラット面の拡がりを選定することにより、効率の
良い幅拡げが可能になる。請求項2の発明によれば、目
標拡げ幅が変わっても圧下ストロークを変化させるだけ
で対応でき、1基のプレス、一対金敷で、広汎な幅拡げ
鍛造を行うことができる。請求項3の発明によれば、対
をなす金敷を2対用いて、同一断面の鋼片から、圧延方
式では不可能な大断面のH型断面ビームブランクを製造
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る鋼片の幅拡げ鍛造型の
金敷の平面図である。
【図2】図1の金敷の側面図である。
【図3】図1のA−A線に沿う矢視図である。
【図4】図1のB−B線に沿う矢視図である。
【図5】図1の一対の金敷の斜視図である。
【図6】プラステイシンモデルによる成形実験結果図で
ある。
【図7】一対の金敷圧下量と拡がり幅との関係図であ
る。
【図8】H型ビームブランクの製造に金敷を適用した場
合の上下金敷による押圧を示す斜視図である。
【図9】H型ビームブランクの製造に金敷を適用した場
合の上下、左右の金敷の斜視図である。
【図10】従来の縦圧延の平面図である。
【図11】従来のストレート横圧延の平面図である。
【図12】従来の幅出し縦圧延の平面図である。
【図13】従来の幅出し横圧延の平面図である。
【図14】従来のキャメルクラウンロール圧延の平面図
である。
【符号の説明】
10 金敷 12 テーパ面 14 フラット面
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−100601(JP,A) 特開 平2−274305(JP,A) 実開 平4−6301(JP,U) 実開 昭62−10901(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 15/00 B21B 1/02 B21J 1/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに進退される一対の金敷から成り、
    前記一対の金敷はそれぞれテーパ面と該テーパ面に連続
    するフラット面を備えており、前記一対の金敷のテーパ
    面は一定幅でかつテーパ面同志の間隔が前端から後方に
    いくに従い減少されており、前記一対の金敷のフラット
    面は互いに平行でかつ後方にいくに従い幅が拡大されて
    いることを特徴とする鋼片の幅拡げ鍛造型。
  2. 【請求項2】 圧延ラインより前段に、一定幅のテーパ
    面と後方にいくに従って幅が拡大するフラット面を有す
    る一対の金敷を装着したプレス装置を配しておき、前記
    一対の金敷間で鋼片を押圧し続いて前記一対の金敷を離
    反させて前記鋼片を一定量送ることを、複数回繰返し、
    前記鋼片の幅拡げを行なうことを特徴とする鋼片の鍛造
    方法。
  3. 【請求項3】 一定幅のテーパ面と後方にいくに従って
    幅が拡大するフラット面を有する一対の第1の金敷を上
    下に配し、同様に一定幅のテーパ面と後方にいくに従っ
    て幅が拡大するフラット面を有する一対の第2の金敷を
    左右に配しておき、前記一対の第1の金敷間で鋼片を押
    圧し、前記一対の第2の金敷間で前記鋼片を押圧し、続
    いて前記一対の第1の金敷を離反させるとともに前記一
    対の第2の金敷を離反させて前記鋼片を一定量送ること
    を、複数回繰返してビームブランクを成形することを特
    徴とする鋼片の鍛造方法。
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