JPH03402A - 熱間スラブの幅サイジング用金型 - Google Patents

熱間スラブの幅サイジング用金型

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JPH03402A
JPH03402A JP13545389A JP13545389A JPH03402A JP H03402 A JPH03402 A JP H03402A JP 13545389 A JP13545389 A JP 13545389A JP 13545389 A JP13545389 A JP 13545389A JP H03402 A JPH03402 A JP H03402A
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JP13545389A
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Kunio Goto
邦夫 後藤
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0035Forging or pressing devices as units

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
  • Forging (AREA)

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) この発明は、プレス加工法により熱間スラブを全長にわ
たワて幅圧下し、所定幅のスラブを製造する際に用いら
れる熱間スラブの幅サイジング用金型に関する。
(従来の技術) 最近の鋼板品種及びそのサイズはきわめて多く、とくに
サイズは多種類にわたっている。そのような鋼板の圧延
工程に、そのサイズに見合ったスラブを容易に供給でき
るならば、工程を簡素化し、歩留りを向上させることが
できる。
そこで幅の異なるスラブの製造方法が種々提案されてい
る。たとえば連続鋳造中に鋳型の幅変えを行う方法や、
竪型圧延機によって幅圧下する方法、或いはプレスによ
り幅サイジングする方法などである。これらのうちプレ
スによる方法は、第1図に示すように、スラブSの側面
に対し平行な面2と傾斜した面3を有する金型lを前後
進させ、スラブ側面を押圧してサイジングするものであ
る。
この方法は鋳型の幅変えや竪型圧延機による方法に較べ
て能率がよいことから最近多〈実施されるようになった
。しかしこの方法では、金型とスラブとの接触時間が長
いために金型温度が異常に上昇し、押圧面に摩耗とヒー
トクラックが発生してその寿命を著しく縮める。その結
果、金型費用が嵩んでサイジングコストが上昇し、また
金型交換頻度が増えてサイジング能率があがらないとい
う問題がある。
そこで金型を冷却水によって冷却し、その寿命をのばす
ことが行われている。たとえば、a、金型押圧面に散水
して冷却する方法これは、プレス中の金型押圧面に多量
の冷却水を散布する方法である。しかしこの方法ではス
ラブが局所的に過冷却され、その品質に悪影響がおよぶ
、また別の散布方法として、前のスラブを押圧したあと
次の押圧までの間に散水する方法もあるが、金型は前の
押圧でその表面だけでなく内部まで昇温されているため
に、短時間の散水では十分な冷却はできない、そしてこ
の方法では表面だけが急冷されて内部との温度差が大き
くなって、熱応力によるヒートクラックが発生するとい
う問題がある。
b、金型内部に通水して冷却する方法 これは、金型内部に水路を設けて冷却水を通す方法であ
る。しかしこの方法では、高サイクルで往復運動する金
型に通水するので装置が大型になって設備費が嵩み、メ
ンテナンスに手間がかかるうえ、冷却効率が悪いという
問題がある。
(発明が解決しようとする課題) この発明の目的は、金型寿命の延長を冷却水にたよるこ
となく、金型材料そのものの改良によって、すぐれた耐
摩耗性と耐ヒートクラツク性を有するスラブの輻サイジ
ング用金型を提供することにある。
(il!題を解決するための手段) 熱間スラブをプレスにより輻サイジングするとき、金型
押圧面にg耗とクランクが発生する0本発明者はその防
止について種々検討を重ねた結果、下記のような知見を
得た。すなわち、 (1)金型の耐摩耗性と耐ヒートクラツク性は、高温で
の熱衝撃係数K(引張強さσ1、弾性係数巳、熱伝導係
数λ、及び熱膨張係数αから求めることができる)に大
きく影響される。
(2)金型の600″Cにおける熱衝撃係数Kが所定値
より大きくなると、耐摩耗性と耐ヒートクラツク性がと
もに向上してその寿命は大幅にのびる。
(3)高温での熱衝撃係数Kを高めるには、金型材料と
してに適当な化学組成のものを選び、それに適切な熱処
理を施せばよい。
この発明は上記知見に基づいてなされたものであって、
その要旨はつぎのとおりである。
すなわち、熱間スラブの幅サイジング用金型であって、
その化学組成が重量%で、 C:O,t〜0.5%、   Sf:0.1〜1.5%
、Mn : 0.2〜1.5%、   Ni:5.0%
以下、Cr : 0.5〜5.0%、   Mo : 
1.5%以下、V:1.0%以下、    Cu : 
0.2%以下、残部がFeおよび不可避的不純物からな
り、かつ600℃における熱衝撃係数Kが75以上であ
る熱間スラブの輻サイジング用金型、である、なお熱衝
撃係数には、材料強度工学便覧に記載されているように
下式により定義される。
α・ E 但し、λ :熱伝導係数(j/cII−3・”C)σ1
:引張強さ(kgf/−一鵞) α :熱膨張係数(7℃) E :弾性係数(kgf/−一〇 (作用) 以下この金型の化学組成を限定する理由、及び熱衝撃係
数Kを所定値以上にする理由を述べる。
C:0.1〜0.5% Cは、炭化物生成元素であり、Crや■と結合して耐摩
耗性を高める働きをする。その含有量が091%未満で
は炭化物生成量が不足して耐摩耗性が低下する。一方、
それが0.5%を超えると炭化物が粗大化して耐ヒート
クラツク性が低くなる。
したがってCは0.1〜0.5%とする。
S玉:0.1〜1.5% Stは、溶湯の脱酸と渦流れをよくするために含有され
る。しかし0.1%未満ではその効果が得られず、逆に
1.5%を超えると基地が脆くなって耐ヒートクラツク
性が悪くなるため、0.1〜1.5%にする。
Mn : 0.2〜1.5% Mnは、脱酸のためにStと共に含有されるが、0.2
%未満では十分な脱酸効果かえられず、1.5%を超え
ると脆性が低下するので、含有量は0.2〜1.5%と
する。
Nt:s、o%以下 Niは、基地の組織を改善するために含有される。5.
0%を超えて含有させると高温での&IIm安定性を悪
くするので0.5%以下にする。
Cr : 0.5〜5.0% Crは、Cと結合して高硬度のクロム炭化物を形成して
耐摩耗性を高める。しかし含有量が0.5%未満ではそ
の効果が少なく、一方、5.0%を超えて含有させると
跪弱な共晶炭化物を晶出して耐ヒートクラツク性を悪く
する。したがってその含有量は0.5〜5.0%にする
Mo : 1.5%以下 Moは、基地に固溶して高温軟化抵抗などの高温特性を
よくする。しかし1.5%を超えても相応の効果が得ら
れないのでそれ以下にする。
V : 1.0%以下 ■は、Cと結合して高硬度のバナジウム炭化物を形成し
て耐摩耗性を向上させるほか、組織を微細化して靭性を
高める。その含有量が1.0%を超えると炭化物が粗大
化して耐ヒートクラツク性を低下させるため、含を量は
1.0%以下にする。
Cu : 0.2%以下 Cuは、基地に固溶して高温強度を高める。しかし0.
2%を超えると粒界を脆化させるので、その含有量は0
.2%以下とする。
P及びSは、不可避的に含有される不純物元素であり、
金型の脆化を招くから少ない方がよい。
しかし0.08%以下であればそれほど悪影響を及ぼさ
ないのでそれ以下に抑えることが好ましい。
本発明の金型は、600℃における熱衝撃係数Kが75
以上であることを特徴とする。以下にその説明をする。
なお熱衝撃係数には下記のより求めることができる。
α・ E 但し、λ :熱伝導係数N/c■・S・’C)σ、:引
張強さ(kgf/a@”) α :熱膨張係数(/”C) E :弾性係数(kg4/■閣り 上記熱衝撃係数には金属材料の強度と靭性を評価するの
に適したパラメータであって、とくに輻サイジング用金
型の場合には、600℃におけるに値により端的に評価
できる。なお600℃と定めた理由は、熱間スラブをサ
イジングする際に金型の表面近傍層の温度は、サイジン
グ条件にもよるが最高600℃となることにもよる。
第2図は第2表のN003の成分を有する金型を第1表
に示すように熱処理を変更させ、後述する実施例と同じ
条件で試験した600℃における熱衝撃係数にと摩耗量
との関係を示す図である。二の図から明らかなように、
熱衝撃係数Kが75以上であれば摩耗量はその許容量で
ある0、5ms+以下となる。すなわち耐摩耗性がきわ
めてよくなる。なお摩耗量の許容量を最大0.5−■と
じたのは、0゜5−一以下であれば製品表面性状は良好
であることによる。また第3図は上記と同じ成分の金型
及び同じ条件で試験した600℃における熱衝撃係数に
とヒートクラック深さの関係を示したものである。
この図から熱衝撃係数Kが75以上になるとヒートクラ
ック深さがスラブ品質に悪影響が及ばない限界深さであ
る15m−以下となって耐ヒートクラツク性が著しくよ
くなることがわかる。
以上かられかるように、前記化学組成を有し、600℃
における熱衝撃係数Kが75以上である本発明の金型は
、耐摩耗性と耐ヒートクラツク性がともに著しくすぐれ
ている。
ところで熱衝撃係数Kを75以上にするためには、金型
に適切な熱処理を施せばよい、具体的には900−1,
050℃で焼入れ(油焼入れなど)を行い、そのあと4
00〜670℃で焼戻しく空冷など)を行ってシツアー
硬度(H3)を40〜55にすれば上記熱衝撃係数を7
5以上にすることができる。
一般に硬度が変化すると、引張強さグ1、弾性係数E、
熱膨張係数α、熱伝導係数λのすべての値が変わるため
に熱衝撃係数も変化する。しかし硬度が高すぎても低す
ぎてもKの値は小さくなる傾向を示す0本発明の金型成
分の場合には、シツアー硬度(H3)を40〜55に調
整しておけば、引張強さや弾性係数等を詳細に検討しな
くても熱衝撃係数Kを75以上に達成しやすくなる。
これについて更に説明を加える。第1表は本発明で規定
する化学組成(第2表の本発明例、No。
3の化学組成)を有する金型を製造し、これに第1表に
示す焼入れ及び焼戻しを施し、その硬度と熱衝撃係数K
を調べた結果である。第1表から明らかなように、上記
の焼入れおよび焼戻しを行った、es f、、gs ’
の場合には、金型硬度は上記の範囲(H3j40〜55
)にあり、その熱衝撃係数にはいずれも75以上になっ
ている。これに対して焼入れ及び焼戻しの一方又は両方
が上記範囲からはずれた場合には、ショアー硬度が40
より低くなり、熱衝撃係数にはいずれも75に達しない
(実施例) 以下、本発明の金型を実施例に基づいて説明する。第2
表に示す化学組成を有し、同表に示す熱処理を施した第
1図に示すような金型l(平行部長さL : 500m
m、厚さT : 400mm、傾斜角度0212度)に
より、連続鋳造で製造された幅1.000mm、厚さ2
50〜270a+m、長さ6.9〜9.4m、温度がほ
ぼ1 、200℃のスラブ500〜を幅圧下量100〜
350−讃でサイジングを行い、金型押圧面の摩耗量及
びヒートクラック深さを調べた。
その結果を第2表に示す、第2表から明らかなように、
本発明の規定する化学組成を有し、適正な熱処理を施し
た本発明例(No、1〜5)の金型の場合には、摩耗量
がすくなくヒートクラック深さも浅い、すなわち耐摩耗
性と耐ヒートクラツク性がきわめてすぐれている。これ
に対して本発明の規定する化学組成からはずれた比較例
(No、 5および7)の場合には、熱処理が適正であ
るにもかかわらず耐摩耗性と耐ヒートクラツク性はとも
に悪い、また化学組成が本発明の規定範囲であっても熱
処理が適正でなく熱衝撃係数Kが小さい場合(比較例N
o、 8 )にも耐摩耗性と耐ヒートクラツク性が低い
(以下、余白) (発明の効果) 以上説明したように、本発明の金型は耐摩耗性と耐ヒー
トクランク性がきわめてすぐれているから、散水等の冷
却を行わなくても長期使用が可能となり、スラブの幅サ
イジング能率の向上に大きく寄与できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、金型によりスラブを押圧する状態を示す図、 第2図は、熱衝撃係数にと摩耗量との関係を示す図、 第3図は、熱衝撃係数にとヒートクランクとの関係を示
す図、 である。 出瑠人 住友金属工業株式会社 代理人 弁理士 穂上照忠(ほか1名)熱ffデ9(P
IEK(al’<m’e>第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 熱間スラブの幅サイジング用金型であって、その化学組
    成が重量%で、 C:0.1〜0.5%、Si:0.1〜1.5%、Mn
    :0.2〜1.5%、Ni:5.0%以下、Cr:0.
    5〜5.0%、Mo:1.5%以下、V:1.0%以下
    、Cu:0.2%以下、 残部がFe及び不可避的不純物からなり、かつ600℃
    における熱衝撃係数Kが75以上であることを特徴とす
    る熱間スラブの幅サイジング用金型。 ここに、Kは下式により定義される値である。 K=(λ・σ_a)/(α・E) 但し、λ:熱伝導係数(j/cm・s・℃)σ_a:引
    張強さ(kgf/mm^2) α:熱膨張係数( /℃) E:弾性係数(kgf/mm^2)
JP13545389A 1989-05-29 1989-05-29 熱間スラブの幅サイジング用金型 Expired - Fee Related JPH084809B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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