JPH06344008A - サイジングプレス、その金型交換方法、金型交換装置及び金型間隔計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】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において、金型を都度交換するこ
となく迅速に幅圧下を行う。 【構成】少なくとも普通鋼及びステンレス鋼を幅圧下す
るカリバ形状を有する２種類以上の金型を積層配置し、
上下動可能に保持する。またブロックごとに交換可能に
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延用サイジング
プレス、その金型交換方法、金型交換装置及び金型間隔
計測方法に関する。

【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）多くの種類の金型を一度に交換でき
る構造とし、金型交換作業負荷を軽減する。従来のサイ
ジングプレス上方に設置された金型交換装置はホットス
トリップラインでは地上数メートルの高さになり、オペ
レータ用の作業デッキは設置するものの、幅圧下時の振
動発生時に高所で玉掛け作業を行う必要があり、金型交
換装置へのセットが難しく熟練を要し、安全性も問題が
あった。

【００１０】（６）金型種類が増えること及び金型交換
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。 （７）次に、サイジングプレスの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
計測するため、安全上の問題があった。また、金型取
替、幅測定に時間を要するため、装置の稼動率が低下す
るという問題もあった。特に、種々の材料板厚や鋼種に
対処するため、複数個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。

【００１１】本発明は上記課題を解決したサイジングプ
レスを提供すると共に、これらにマッチした金型交換技
術を提供し、さらに金型交換時に短時間で、安全に金型
の間隔を計測する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において、少なくとも複数対
のプレス主金型を積層配置し、かつそれらの主金型のカ
リバ形状が２種類以上あることを特徴とするサイジング
プレスである。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。上記サ
イジングプレスにおいて主金型のカリバ形状は、スラブ
稜線部を圧下するカリバ形状及びスラブ側面を凹形状に
形成するカリバ形状とすると好適である。

【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】（Ｃ）また、本発明の第３の発明は、サイ
ジングプレスにおいて、プレス金型取替時にレーザを用
いて、左右金型間の間隔計測をオンラインにて自動的に
計測することを特徴とする金型間隔計測方法を提供す
る。

【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。

【００２０】次に、本発明の金型間隔計測方法では、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。
地上側には、金型の位置確認用のレーザ光を金型と平行
に通しておく。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。

【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、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 桂 重史 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 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

Claims (5)

【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において、少なくとも複数
   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２種類以上としたことを特徴とするサイジングプレ
   ス。
2. 【請求項２】 前記主金型のカリバ形状は、スラブ稜線
   部を圧下するカリバ形状及びスラブ側面を凹形状に形成
   するカリバ形状であることを特徴とする請求項１記載の
   サイジングプレス。
3. 【請求項３】 請求項１記載のサイジングプレスの金型
   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金型交換方法。
4. 【請求項４】 サイジングプレスの金型交換装置におい
   て、サイジングプレスの上方から側方に張出した架構
   と、該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なることを特徴と
   する金型交換装置。
5. 【請求項５】 サイジングプレスの金型取替時に、レー
   ザを用いて、左右金型間の間隔計測をオンラインにて自
   動的に計測することを特徴とするサイジングプレスの金
   型間隔計測方法。