JP3251817B2 - 鋼板材の表面切削方法 - Google Patents

鋼板材の表面切削方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、スラブや熱延鋼
板(鋼帯)等の板材の表面切削に使用するフライスの寿
命の延長化、目詰まりを回避し安定した表面切削を行お
うとするものである。
【0002】
【従来の技術】スラブや熱延鋼板の表面手入れは従来、
砥石を備えたグラインダー等を用いるのが一般的であ
り、これに関する文献としては例えば特開昭57−09
1856号公報が参照される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
グラインダーはプレートのような幅広で長さの長いもの
を処理する場合には作業能率が悪く、とくにダイレクト
圧延に当たってスラブの表面を手入れするような場合に
は処理物の長時間にわたる滞留が避けられないためその
有する熱が大気放散するためエネルギーロスが大きい不
利があった。
【0004】切削能率の改善を図る手段としては、プレ
ートの幅方向の全域をカバーできる胴長を有するフライ
ス式切削刃を用いる試みもなされているが、かかる切削
刃としてセラミックスやタングステンカーバイドといっ
た非鉄系刃物を用いると摩耗による刃の寿命が極端に短
くこれにかかる経費が嵩む欠点があった。
【0005】また、切削刃として鉄系の刃物を用いた場
合にはセラミックスやタングステンカーバーイドのよう
な非鉄系刃物のような問題はないものの、刃先へ切り粉
が付着しやすく切り粉から刃先への入熱により溶損を起
こすとともに刃先の目詰まりを起こしやすいため長時間
にわたる安定した操業を実施することができない不利が
あった。
【0006】この発明の目的は、鋼板材の表面を効率よ
く安定して切削できる新規な方法を提案するところにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、鉄系のフラ
イスを用いてスラブや熱延鋼板等の鋼板材若しくは端部
を突き合わせ接合して搬送される鋼板材の表面切削を行
なうに当たり、フライスのすくい面または逃げ面に回転
速度および外径に応じた圧力になる冷却水をスプレーす
ることを特徴とする鋼板材の表面切削方法である。ま
た、この発明は、鉄系のフライスを用いてフラブや熱延
鋼板等の鋼板材若しくは端部を突き合わせ接合して搬送
される鋼板材の表面切削を行なうに当たり、フライスの
すくい面または逃げ面に回転速度および外径に応じた圧
力になる冷却水をスプレーするとともに、フライスの回
転速度を20〜120m/sec、フライスの外径を60
0〜1000mmとすることを特徴とする鋼板材の表面切
削方法であり、 冷却水の圧力については3〜300kg
f/cm2 の範囲で調整するのがよい。
【0008】
【発明の実施の形態】フライスの回転速度とその外径に
応じた水圧になる冷却水を刃先のすくい面または逃げ面
に向けてスプレーすることにより切削によって付着した
高温の切り粉をフライスの回転による遠心力と水の圧力
によって即座に除去できるので、刃先における溶着物か
らの入熱が極めて小さくなり、フライスの寿命が飛躍的
に延びるとともに溶着物による刃先の目詰まり等がなく
なることを知見して、本発明をなした。
【0009】ここに、フライスの回転による遠心力FW
は、 FW =m(V2 /r)) m:切り粉の質量 V:フライスの回転速度 r:フライスの外径の1/2 また、冷却水のパワーFP は、 FP =1/2 ・qv2 =a (P2 /P1 )3/2 q:水の質量 v:水の衝突速度 a:ノズル型番に応じた水の基準圧力P1 での流量から
定まる定数 P2 :水の供給圧力 にて表示されるので、フライスによる切削において溶着
した切り粉を除去するためには、冷却水の圧力を下記式
を満足するようにして、スプレーすれば良いことが導か
れる。
【0010】(FW +FP ) /A>σB A:切り粉の溶着物断面積 σB :被切削材の高温引張強度 そこでフライスのすくい面や逃げ面に各種条件で冷却水
をスプレーして、刃先の溶損や目詰まりが発生しない条
件を実験して検討した。
【0011】以下にその一例としてフライスのすくい面
に冷却水を図1に示すようにしてスプレーした場合の結
果を示す。図2はフライスの外径を800mmとした場
合、フライスの周速を20〜120m/secの範囲で
変えて、刃先の溶損や目詰まりが発生しない冷却水の圧
力を実験で求めたものであり、実線は流量Qのとき冷却
水圧力の下限値を示していて、破線は流量2・Qのとき
の冷却水圧力の下限値を示している。
【0012】これより、フライスの周速の上昇にともな
って遠心力FWが増加するために、冷却水の圧力を小さ
くして冷却水のパワーFPを低下しても、刃先の溶損や
目詰まりが発生しないことがわかる。即ち、フライスの
周速が増大するほど、冷却水の圧力を減少することが好
ましい。また、この図よりフライスの周速20〜120
m/secの範囲において、冷却水圧力は3〜300k
gf/cm2 の範囲で調整すれば良いことがわかる。
【0013】図3はフライスの周速を20m/secと
一定にした場合、フライスの外径を200〜1000m
mの範囲で変えて、刃先の溶損や目詰まりが発生しない
冷却水の圧力を実験で求めたものであり、実線は流量Q
のときの冷却水圧力の下限値を示しており、破線は流量
2・Qのときの冷却水圧力の下限値を示している。これ
より、フライスの外径が増加すると遠心力FWはそれに
対して反比例して減少するために、冷却水の圧力は1.
5乗則で大きくし冷却水のパワーFPを増大することに
よって、刃先の溶損や目詰まりが発生しないことがわか
る。即ち、フライスの外径が大きいほど、冷却水の圧力
を増大することが好ましい。これらのことから、フライ
スのすくい面にフライスの回転速度および外径に応じた
冷却水をスプレーすれば良い。
【0014】一方、図2又は図3から冷却水の水量が2
倍になると刃先の溶損や目詰まりが発生しない冷却水の
圧力は小さくなっているが、これは流量の増加によって
単位時間当たりに刃先に衝突する水量が増加するためと
考えられる。フライスの回転速度を20〜120m/se
cとするのが好ましいのは、フライスの回転速度を20
m/secよりも小さくすると、切削抵抗によって減速し
停止するという問題があり、フライスの回転速度を12
0m/secよりも大きくすると回転数による振動周波数
が危険速度と一致するか又はそれ以上となって、機械が
共振し破壊することがあるからである。
【0015】また、フライスの外径を600〜1000
mmとするのが好ましいのは、外径を600mmよりも
小さくすると周速を達成するための回転数が上昇し、振
動周波数が危険速度を越えるか、または切削抵抗による
速度降下が大きく停止するという問題があり、外径を1
000mmよりも大きくすると回転数は低下して振動に
対しては有利になるが、反面遠心力が減少し刃先の溶損
や目詰まりが発生しやすくなるとともに、駆動するため
の電動機出力が大きくなるという問題があるからであ
る。以上の説明ではフライスのすくい面にスプレーする
場合について述べたが、フライスの逃げ面にスプレーす
る場合も同一であったので説明を省略した。
【0016】上掲図1は鉄系のフライスを使用して冷却
水をフライスのすくい面にスプレーして、鋼片表面の切
削を行う場合の状況を、また、図4はこのフライスを組
み込んだ設備の全体構成をそれぞれ示したものであり、
1a, 1bはフライス、2a, 2bは主軸、3冷却水の
スプレーノズル、4はフライス1a,1bを回転可能に
支持する軸受、5は圧下シリンダー、6はハウジング、
7は動力の伝達用スピンドル、8はピニオンスタンド、
9は電動機である。
【0017】
【実施例】
実施例1 厚さ120mm、幅800mmになるスラブを用い、直
径800mmの鉄系のフライスを65m/S の速度で回転
させるとともにそのすくい面に流量500 l/min/
m、圧力50kgf/cm2 の冷却水をスプレーしつつ表面切
削を行った本発明と、フライスの周速を20m/se
c,冷却水の圧力を3kgf/cm2 とした従来の方法
(その他の条件は本発明と同一とした。)について刃先
の溶損や目詰まり状況について調査した。その結果、従
来の方法ではその寿命が30分程度であったのに対して
この発明に従う方法では刃先の溶損や目詰まりは72時
間程度までは全くなくフライスの寿命を30日程度まで
延ばすことができることが確認された。
【0018】実施例2 冷却水をフライスの逃げ面にスプレーしたときの実施例
は以下のとおりである。前記実施例1と同一寸法のスラ
ブを用いて、直径800mmの鉄系のフライスを65m
/secの速度で回転させると共に、フライスの逃げ面
に流量500 l/min/m,圧力50kgf/cm2
の冷却水をスプレーしつつ表面切削を行った本発明と、
同じ直径のフライスを20m/secの速度で回転さ
せ、流量500 l/min/m,圧力を3kgf/cm
2 の冷却水をスプレーしつつ表面切削を行った従来方法
(その他の条件は発明と同一とした。)について、刃先
の溶損や目詰まりの状況について調査した。その結果、
前記実施例1と同一の結果が得られた。
【0019】なお、この実施例においては、先行して搬
送される鋼片の後端部と後続の鋼片の先端部を突き合わ
せ接合し、その際に生じた隆起部を切削する場合につい
ても調査したが、この場合もフライスの寿命が従来にも
増して飛躍的に延長されることが確かめられた。
【0020】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
長時間にわたって安定した表面切削を行うことができ切
削効率を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】鋼片の表面を切削している状況を示した図であ
る。
【図2】フライスの周速と冷却水の圧力の関係を示した
グラフである。
【図3】フライスの外径と冷却水の圧力の関係を示した
グラフである。
【図4】表面切削設備の構成を示した図である。
【符号の説明】
1a フライス 1b フライス 2a 主軸 2b 主軸 3 スプレーノズル 4 軸受 5 圧下シリングー 6 ハウジング 7 動力伝達用のスピンドル 8 ピニオンスタンド 9 電動機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天笠 敏明 千葉県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 (72)発明者 林 寛治 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社 広島製作所内 (72)発明者 田代 勝三 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社 広島製作所内 (72)発明者 市来崎 哲雄 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22 号 三菱重工業株式会社 広島研究所内 (56)参考文献 特開 平6−31523(JP,A) 特開 昭59−42246(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 45/02 320 B21B 45/06 B23C 3/12 B23C 3/13 B23C 5/28 B23Q 11/10 B23Q 11/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄系のフライスを用いてスラブや熱延鋼
    板等の鋼板材若しくは端部を突き合わせ接合して搬送さ
    れる鋼板材の表面切削を行なうに当たり、 フライスのすくい面または逃げ面に回転速度および外径
    に応じた圧力になる冷却水をスプレーすることを特徴と
    する鋼板材の表面切削方法。
  2. 【請求項2】 鉄系のフライスを用いてフラブや熱延鋼
    板等の鋼板材若しくは端部を突き合わせ接合して搬送さ
    れる鋼板材の表面切削を行なうに当たり、 フライスのすくい面または逃げ面に回転速度および外径
    に応じた圧力になる冷却水をスプレーするとともに、フ
    ライスの回転速度を20〜120m/sec、フライスの
    外径を600〜1000mmとすることを特徴とする鋼板
    材の表面切削方法。
  3. 【請求項3】 冷却水の圧力を3〜300kgf/cm2
    範囲で調整することを特徴とする請求項1または2に記
    載の鋼板材の表面切削方法。
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