JPH01218707A - スラブ縮幅装置のプレス工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱間スラブ材の縮幅を実現するスラブ縮幅装置
に係わり、特に、１対のプレス工具間にスラブを順次搬
送すると共に、プレス工具をスラプ幅方向に振動させて
プレスし、スラブ幅を縮少するスラブ幅縮幅装置のプレ
ス工具に関する。

〔従来の技術〕

最近、熱間スラブ材のほとんどは、連続鋳造機によって
生産されている。現在の連続鋳造機は、種々の板幅のス
ラブを効率良く生産できない欠点かある。そこでこの欠
点を改善するための有効な方式として、連続鋳造機で一
定の板幅のスラブを生産し、そのスラブを熱間圧延ライ
ンで必要な板幅に幅縮少することが考えられている。し
かしそのためには、広範囲な板幅調整を可能とする技術
か必要である。このスラブの幅縮少方法としては、竪型
圧延機によるものかあるか、この竪型圧延機は１対のロ
ールで幅方向の圧下を行うものであることから、次のよ
うな欠点を有している。

（１）　　ドックボーンと呼ばれる厚みの盛り上がり部
かスラブの幅方向端部付近に生じ、そのなめ後続の水平
圧延機で行う水平圧延後、幅戻り量か大きくなる。

（２）　　スラブに板幅方向の座屈現象が発生し易く、
１パスでの大幅の幅縮少かできす、数パスにわたって幅
縮少させる必要かある。

（３）　　スラブの長手方向先端部及び後端部にフィシ
ュテールと呼ばれるクロップ部か生じ、歩留まりが悪く
なる。

ところで特開昭５６−６８５０４号に記載されたスラブ
の幅圧延の方法がある。これはスラブ先端部及び後端部
をテーパ部またはアール部と直線部を有する１対のプレ
ス工具で予プレス成形した後、竪型圧延機によって幅縮
少させるものである。

しかしこの方法では、上記（３）のフィシュテールは防
止できるか、他の（１）　、、（２）の欠点を補うこと
はできない。

このことから、出願人は特願昭５７−２０９３６７号を
出願して、スラブを順次長手方向に移動させながら、ス
ラブ側面に平行なプレス面を形成する１対のプレス工具
をスラブ幅方向に周期的に、移動即ち振動させることに
よって周期的にスラブ両幅を圧縮し、幅縮少させるプレ
ス式スラブ幅縮少方法を考案した。この方法によると、
ドツグボーンの厚みの盛り上かり部は中央寄りになり、
かつその量は少なくなる。また大幅な幅縮少も可能であ
る。しかしながらこの方法によっても、スラブ先端部と
後端部にタンクと呼ばれる舌状のクロップ部か生じると
いう欠点があった。

そこで出願人はこの欠点を補うために、特願昭５９−１
９９６０号を出願し、スラブ側面に平行な面と、この面
に対してスラブ入側及び出側方向に傾斜しなアール部を
含む面との双方からなるプレス面を振動させることによ
って、スラブ両端面を押圧し、幅縮少させる方法を考案
した。この方法によってスラブ先端部と後端部のクロッ
プ部をかなり減少させることかできた。

一方、上記の方法で熱間スラブの幅縮小を行う場合、高
温のスラブ材と直接接触するプレス工具は熱的及び面荷
重的に厳しい条件下にある。従って、この冷却を有効に
行うなめ、出願人は特願昭５９＝１５６３４４号にて該
プレス工具の有効な冷却方法を提案した。しかしながら
、その後、さらに該工具の寿命延長の要求に対して、出
願人らは特願昭６１−１２３６８５号にて、平行部とス
ラブ入側傾斜部を有するプレス工具により幅縮小する際
、少なくとも、平行部と入側傾斜部とを同形にした工具
を上下各１対設け、この工具を上下入替えて使用するこ
とにより、工具の冷却を有効に行い、高温化を防止して
、工具寿命延長する方法を提案しな。

〔問題点を解決するための手段〕

しかしなから、上下各１対のプレス工具を上下入替えて
使用し、プレス工具の寿命を延長させる特願昭６１−１
２３６８５号の提案においては、上下工具のうち下側工
具を使用する場合に使用しない上側工具の冷却を行うと
、高温スラブに冷却水が飛散し、スラブ材を冷却してし
まうため、複雑な水シール設置の必要かあり、構造が複
雑になるという問題があった。一方、シールを省略し冷
却水量を少なくしスラブ材の冷却を抑えると、工具の高
温化防止も不十分であるという問題があった。

本発明の目的は、冷却が容易でありがっ工具寿命の延長
を実現することのできるスラブ縮幅装置のプレス工具を
提供することである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記目的は、プレス面の傾斜部及び平行部として、複数
個のスラブ入側傾斜部とこれに続く１つの平行部を設け
、そのプレス面を回転して使用するようにしたことを特
徴とするスラブ縮幅装置のプレス工具によって達成され
る。

またプレス面を円錐台またはこれに類似の形状で構成し
、これを回転して使用するようにしたことを特徴とする
スラブ縮幅装置のプレス工具によっても達成される。

〔作用〕

第１の発明においては、最初のプレス作業では複数個の
スラブ入側傾斜部の１つを選択し、その傾斜部と平行部
とでスラブ幅の縮少を行う。次のプレス作業では、プレ
ス面を回転させることにより複数個の傾斜部の他の１つ
を選択し、この傾斜部と平行部とでスラブ幅の縮少を行
う。このとき前回使用した傾斜部は、プレス面をその傾
斜部が高温スラブ材の下方にくるように回転させ、この
位置で冷却水で冷却する。これによりその傾斜部は、ス
ラブ材に水を飛散させることなく十分冷却することかで
きる。このようにして熱的及び面荷重的に条件の厳しい
傾斜部を順次回転させ、選択的に使用することにより、
プレス面における熱変形の分散及び表面クラック発生の
抑制が図れる６また冷却の容易な条件下で十分な冷却が
行えることにより、プレス面の高温化が防止できる。こ
れによりプレス工具の寿命か延長できる。

第２の発明においては、円錐台またはこれに類似の形状
のプレス面を適宜回転させることにより、任意の角度位
置で使用できる。これにより熱変形が全周方向に分散さ
れ、表面クラックの発生も一層効果的に抑制できる。ま
た冷却も、上記第１の発明と同様スラブ材の下方で十分
に行うことかできる。これにより、同様にプレス工具の
寿命延長か可能である。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施例によるスラ
ブ縮幅装置のプレス工具５０を示し、このプレス工具５
０は、６個の矩形をした傾斜面Ａ、１　、Ａ２　、Ａ３
　、ＣＩ　、Ｃ２、Ｃ３と、これら傾斜面に連続する１
つの頂面Ｂとを有する全体４的に多角形状をしている。

傾斜面Ａ１〜Ｃ３はそれぞれ異なる傾斜角ａ１．ａ２．
ａ３．ｃ１．ｃ２゜Ｃ３で傾斜している。傾斜面Ａ１〜
Ａ３はスラブ入側傾斜部のプレス面を構成し、頂面Ｂは
平行部のプレス面を構成し、傾斜面Ｃ１〜Ｃ３はスラブ
出側傾斜部のプレス面を構成している。この工具５０は
、後述する構造によりプレス面が回転可能となるように
支持される。

ここで、後の理解を容易にするため、スラブ入側傾斜部
、平行部及びスラブ出側傾斜部を有するプレス工具一般
によるスラブ縮幅の手順の一例を第２図を参照して説明
する。

第２図において５１ａ、５１ｂは、スラブ１の側面に対
する入側及び出側傾斜部５２．５３及び平行部５４を有
するプレス面を互いに対向させて配置した１対のプレス
工具であり、スラブ１はこれらプレス工具５１ａ、５ｉ
ｂ間に順次即ち間欠的に搬送され、プレス工具５１ａ、
５１ｂはこのスラブ１の間欠移動に同期してスラブ幅方
向に周期的に移動即ち振動させる。

スラブ（例えば厚さ２２０ａｌｌ＋Ｘ幅１６００ｍ＋ｎ
Ｘ長さ１０，０００ｍｍ、温度１１００°ｃ＞、ｉの縮
幅を行うには、まず第２図（ａ）に示すように、スラブ
１の先端部を入側傾斜部５２と平行部５４に位置せしめ
、その位置で先端子成形を行う。続いて第２図（ｂ）に
示す定常プレスに入る。定常プレスがスラブ１の後端部
に近すいてきたら、定常プレスが最後まで終わらぬうち
に定常プレスを中断し、第２図（ｃ）に示すようにスラ
ブ１を前進させ、スラブ後端部を出側傾斜部５３（平行
部５４にかかってもよい）に位置させて後端子成形を行
う。次いで、再びスラブ１を戻し、残りの定常部プレス
を行う。これが基本であるが、第２図（ｃ）に示す後端
子成形を省略するなど種々の方法かあるが、ここでは省
略する。

次に本実施例のプレス工具５０の作用を説明する。

本実施例のプレス工具５０でスラブ幅縮少を行うには、
例えば１木目のスラブ１に対して入側傾斜部ＡＩ　　（
傾斜角ａ１）、平行部Ｂ、出側傾斜部ＣＩ　　（傾斜角
ｃｌ）を選択し、例えば上記第２図（ａ）ないし第２図
（ｃ）に示す手順により幅縮少のプレス作業を行う。こ
のとき平行部Ｂにおいては矩形のプレス面Ｂ１か使用さ
れる。次いで２本目のスラブ搬入前に、プレス工具５０
を例えば矢印Ｒ方向に回転し、第１図に示す位置で入側
傾斜部Ａ２　　（傾斜角ａ２）、平行部Ｂ、出側傾斜部
Ｃ２（傾斜角ｃ２）を選択した後、２本目のプレス作業
を開始する。このとき平行部Ｂにおいては、プレス面Ｂ
１と共通部分を有する矩形のプレス面Ｂ２が使用される
。同様に第３本口は入側傾斜部Ａ３　　（傾斜角ａ３）
、平行部Ｂ、出側傾斜部Ｃ３゜（傾斜角ｃ３）を選択し
、使用する。このときやはり平行部Ｂでは、プレス面Ｂ
ｌ　、Ｂ２と共通部分を有する矩形のプレス面Ｂ３か使
用される。

入側傾斜部ＡＩ　、Ａ２　、Ａ３の使用順序は、特に定
めないか、Ａ１→Ａ２→Ａ３（この図では左回り）→Ａ
１Ｆ右回り）→Ａ２→Ａ３とすると有利である。なぜな
ら、入側傾斜部Ａ２使用時は、使用直後で昇温した傾斜
部Ａ１のプレス面を、傾斜部Ａ３使用時は傾斜部Ａ２の
プレス面を高温スラブ１の下方でスラブに水を飛散させ
ることなく十分冷却できるからである。傾斜部Ａ３のプ
レス面については、傾斜部Ａ３の使用後さらに回転させ
、第１図に示す傾斜部Ａ１の位置までもってきて冷却す
るか、傾斜部Ａ３のプレス面の寿命を少々犠牲にして、
第１図に示す傾斜部Ａ１位置での傾斜部Ａ３プレス面の
冷却を省略する等の方法かある。

ここで平行部Ｂのプレス面８１〜Ｂ３については、傾斜
部Ａｌ　、　Ａ２　、　Ａ３のいずれの使用時にも共通
して使用する部分かあるが、モテル熱間テストや、面圧
解析の結果から、熱負荷面圧の特に厳しいのは、縮幅量
Δω＝０〜３００　ｍｍでコーナー位置（傾斜部と平行
部との交差位置）基準±１５０ｍｍ程度の範囲１　（第
１図参照）であることが確認されており、上記共通部分
の大部分はこの範囲ｆに入っていない。また平行部プレ
ス面Ｂ１゜Ｂ２　、Ｂ３の熱負荷の厳しい部分はそれぞ
れ傾斜部Ａ１〜Ａ３の上記冷却と同時に冷却することが
できる。

一方、スラブ出側傾斜部ＣＩ　、Ｃ２、Ｃ３のプレス面
は、第２図（ｃ）を参照して説明したように、スラブ後
端子成形時のみ使用するので、入側傾斜部Ａ１〜Ａ３及
び平行部プレス面８１〜Ｂ３に比べ熱負荷条件ははるか
に緩やかで、冷却の必要性は少ない。

なお、以上は使用後のプレス面の冷却について述べ、基
本的にはこれたけで十分であるが、上記いずれの場合に
も必要に応じ、従来と同様プレス中に使用している工具
面の冷却を実施することかできる。

このようにして本実施例によれば、熱的及び面荷重的に
条件の厳しい入側傾斜部Ａ１〜Ａ３を順次回転させ、選
択的に使用することにより、傾斜部プレス面の熱変形か
傾斜部Ａ１〜Ａ３の３箇所ｌｉ− に分散でき、かつこれらプレス面での表面クラック発生
か抑制できる。これによりプレス工具のか命が延長でき
る。また、十分な冷却を行うことかできるのでプレス面
の高温化か防止でき、このことか熱変形及び表面クラッ
クの発生を一層効果的に抑制し、プレス工具の−・層の
寿命延長を可能とする。またプレス工具の寿命延長に伴
い工具交換頻度が大幅に低減するので、生産効率の大幅
な改善を期待することかできる。

また以上の実施例においては、入側傾斜部Ａ１〜Ａ３の
傾斜角ａ１〜ａ３をそれぞれ異ならせ、出側傾斜部Ｃ１
〜Ｃ３の傾斜角ｃ１〜ｃ３をそれぞれ異ならせ、これら
傾斜角の組み合わせ（ａｌ。

ｃｌ）、（ａ２　、　ｃ２　）、（ａ３　、　ｃ３　）
を２種以上としている。これにより、スラブの縮幅量、
板厚／板幅比等に応じて最適の傾斜角の組み合わせを選
択することができ、スラブに発生するドッーグボーンの
抑制、位置の制御による幅比上効率の向上、さらには幅
精度向上及びクロップロスの低減を実現することかでき
る。なお入側傾斜角ａ１〜ａ３のみを異ならせても、は
ぼ同様の効果を得ることかできる。

以上の実施例は、工具多角形状の６個の傾斜面を入側傾
斜部と出側傾斜部に分けて使用した実施例であるか、入
側傾斜部と出側傾斜部の傾斜角を等しくし、これらを共
用することもできる。第３図はこのような実施例を示す
もので、プレス工具６０は、６個の矩形をした傾斜面Ｄ
Ｉ　、　Ｄ２　、　Ｄ３　、Ｆｌ　、Ｆ２　、Ｆ３と、
これら傾斜面に連続する１つの頂面Ｅとを有する全体的
に多角形状をしている。傾斜面Ｄ１〜Ｄ３と傾斜面Ｆ１
〜Ｆ３の傾斜角ｄ、ｆは同じである。傾斜面Ｄ１〜Ｄ３
及びＦ１〜Ｆ３は、スラブ入側傾斜部とスラブ出側傾斜
部とに共用される。この工具６０もやはり、後述する構
造によりプレス面が回転可能となるように支持される。

このようにすることにより、傾斜部使用に際しての自由
度は各段に増加する。即ち傾斜部Ｄ１〜Ｄ３及びＦ１〜
Ｆ３の全てを先端部予成形用、定常プレス用、後端部予
成形用としていずれにでも使うことができる。

なおこの実施例において傾斜部Ｄ１〜Ｄ３及びＦ１〜Ｆ
３の傾斜角ａまたはｂの２つ以上を異ならせる、即ち傾
斜角を２種以上にすれば、第１図に示した実施例と同様
、スラブの縮幅量、板厚／板幅比等に応じて最適の傾斜
角を選択することかでき、スラブに発生するドツグボー
ンの抑制等の制御を実現することができる。

第４図は、第３図に示した実施例の概念をさらに一歩前
進させたもので、プレス工具７ｏは円錐台の工具とし、
円錐台の円錐面Ｇで連続的な入側及び出側傾斜部を構成
したものである。これにより任意の角度位置で使用でき
るようになり、また冷却もスラブ下方で十分行うことが
できる。

この場合、第４図（ｂ）に示すＸｌ−Ｘ２とＹｌ−Ｙ２
の範囲ではスラブ１に対し、曲率をもって接触するか、
曲率自身率さい上、上下対称であるので、このことは問
題にならない。

この実施例によれば、傾斜部プレス面の熱変形か全周方
向に分散され、表面クラックの発生も一層効果的に抑制
でき、プレス工具の一層の寿命延長が可能である。

次に第５図を参照して、本発明のプレス工具を備えたス
ラブ縮幅装置全体の構成を説明する。

第５図において、スラブ幅縮幅装置は１対の幅縮少装置
４０と１対の所期設定機構４１とから構成されている。

幅縮少装置４０は、各々、フレーム２により連結しであ
る一対のハウジング３，４に支持したクランク軸５を有
し、クランク軸５は、一端にシャフト６か連結され、駆
動１ｆｉ７を介して駆動電動機８により回転駆動する。

クランク軸５には、コンロッド９か設けてあり、このコ
ンロッドがハウジング３，４に設けた可動の外ブロック
１ｏに摺接されるようになっている。この外ブロック１
ｏは、シャフト１１を支持するホルタの役割をなしてい
る。シャフト１１は、先端（第５図において左側端）か
ハウジング３．４に設けた可動の内ブロック１２に接し
ており、後述するクランプシリンタと共働して内ブロッ
ク１２に固定した本発明の対象であるプレス工具１３を
、内ブロック１２を介してハウジング３．４の長手方向
に往復運動させる。

一方、初期位置設定機′！ｆ４４１は各々、内ブロック
１０に設けたナツト１４と、このナツト１４に螺合する
シャフト１１の先端部に形成したネジ部１５とを有して
いる。シャフト１１の後端側はスプライン部１６となっ
ており、このスプライン部１６がギヤケース１７内に設
けである歯車１８と噛合っている。そして、歯車１８は
歯車１９と噛合い、この歯車１９が入力軸２０、駆動８
！２１を介して駆動電動８！２２により回転することに
よって内ブロック１２の初期位置を設定する。

このような構成により、プレス工具１３の所期位置を設
定し、周期的にスラブ幅方向に振動させることによりス
ラブ１の幅縮少か行われる。

次に本発明の対象であるプレス工具１３の取付構造の詳
細を、第６図及び第７図を参照して、第４図に示した円
錐台形状の工具７０を例にとり説明する。

本発明のプレス工具の実施を可能とするなめには、少な
くとも使用傾斜部を選択するだめのプレス工具回転機構
及び位置設定後のプレス工具クランプ機構を有すること
が必要である。

第６図でプレス工具１３は内ブロック１２に取付けられ
るが、プレス中は、クランプ機構を構成するクランプシ
リンタ２３によりプレス工具１３は内ブロック１２にク
ランプされた状態となっている。プレス工具を回転する
場合は、クランプシリンタ２３を解除し、回転できる状
態とし、回転スライド部２４をカイトとして、本図では
記載ないウオーム２５の回転用モータで回転させ、ウオ
ームボイル２６及びホイル２６と一体のホイル軸２７を
回転させる。ボイル軸の先端２８は、第７図に示すよう
に例えば四角形となっており、プレス工具１３側の四角
形状の部分２つにはまり込むようになっている。またプ
レス工具１３交換を容易にするため、内ブロック１２に
は清３０が設けてあり、上からプレス工具１３を交換可
能な構造としである。

なお第６図及び第７図に示した回転機構及びりランプ機
構は本発明を実施するための一例を示したものであり、
これに限られるものではない。

このような機構を有した上で、プレス工具１３の使用に
際して、これを回転するタイミングについて説明する。

回転するタイミングはいろいろ考えられるか代表的使用
方法としては、 （１）　　スラブ１本処理毎に回転し他の傾斜部を使用
する。

（２）　　スラブ複数本処理毎に回転し他の傾斜部を使
用する。

（３）　　プレス振動毎に回転し他の傾斜部を使用する
。

（４）　　スラブ１本の中で適当数の振動を行った後回
転し他の傾斜部を使用する。

等か考えられる。

〔発明の効果〕

以上明らかなように本発明によれば、１対のプレス工具
の使用期間が大幅に延長でき、プレス工具の寿命延長か
可能であり、またそれに伴い工具交換頻度が大幅に低減
するので、生産効率の大幅な改善を期待することかでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び第１図（ｂ）は、それぞれ本発明の一
実施例によるスラブ縮幅装置のプレス工具を示す側面図
及び正面図であり、第２図（ａ）、第２図（ｂ）及び第
２図（ｃ）はスラブ縮幅装置のプレス工具の縮幅動作手
順を示す図であり、第３図（ａ）及び第３図（ｂ）は本
発明の他の実施例によるプレス工具の側面図及び正面図
であり、第４図（ａ）及び第４図（ｂ）は本発明のさら
に他の実施例によるプレス工具の側面図及び正面図であ
り、第５図は本発明のプレス工具を使用するスラブ縮幅
装置の全体構成を示す部分断面平面図であり、第６図は
そのスラブ縮幅装置における本発明ｂプレス工具の回転
機構及びクランプ機構を備えた取付機構を示す断面図で
あり、第７図はその取付機構の正面図である。 符号の説明 １・・・スラブ ５０．６０，７０．１３・・・プレス工具Ａ１〜Ａ３　
、Ｄ１〜Ｄ３　、Ｇ・・・スラブ入側傾斜部Ｃ１〜Ｃ３
、Ｆ１〜Ｆ３　、Ｇ・・・スラブ出側傾斜部Ｂ、Ｅ・・
・平行部 出願人　　株式会社　日立製作所

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）スラブ側面に対する傾斜部及び平行部を有するプ
   レス面を互いに対向させて配置した１対のプレス工具間
   にスラブを順次搬送すると共に、プレス工具をスラブ幅
   方向に振動させてプレスし、スラブ幅を縮少するスラブ
   幅縮幅装置のプレス工具において、 前記プレス面の傾斜部及び平行部として、複数個のスラ
   ブ入側傾斜部とこれに続く１つの平行部を設け、そのプ
   レス面を回転して使用するようにしたことを特徴とする
   スラブ縮幅装置のプレス工具。
2. （２）前記プレス面の傾斜部としてさらに、前記平行部
   に続く複数個のスラブ出側傾斜部を設けたことを特徴と
   するスラブ縮幅装置のプレス工具。
3. （３）前記複数個のスラブ入側傾斜部の傾斜角を２種以
   上にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載のスラブ縮幅装置のプレス工具。
4. （４）前記複数個のスラブ入側傾斜部及びスラブ出側傾
   斜部の傾斜角をそれぞれ２種以上にしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載のスラブ縮幅装置のプレス
   工具。
5. （５）スラブ側面に対する傾斜部及び平行部を有するプ
   レス面を互いに対向させて配置した１対のプレス工具間
   にスラブを順次搬送すると共に、プレス工具をスラブ幅
   方向に振動させてプレスし、スラブ幅を縮少するスラブ
   幅縮幅装置のプレス工具において、 前記プレス面を円錐台またはこれに類似の形状で構成し
   、これを回転して使用するようにしたことを特徴とする
   スラブ縮幅装置のプレス工具。