JPH0661592B2 - 熱間スラブの幅圧下プレス金型の冷却方法 - Google Patents
熱間スラブの幅圧下プレス金型の冷却方法Info
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- JPH0661592B2 JPH0661592B2 JP14680786A JP14680786A JPH0661592B2 JP H0661592 B2 JPH0661592 B2 JP H0661592B2 JP 14680786 A JP14680786 A JP 14680786A JP 14680786 A JP14680786 A JP 14680786A JP H0661592 B2 JPH0661592 B2 JP H0661592B2
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B15/0035—Forging or pressing devices as units
- B21B15/005—Lubricating, cooling or heating means
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） ホットストリップミルに供給するスラブは通常連続鋳造
により製造されたものが使用されるが、この連続鋳造ス
ラブは幅が制約されるため、従来はエッヂャ−ロールに
より幅調整を行い、要求される製品幅に対応させてい
た。ところでこのようなエッヂャ−ロールによる幅調整
には限界があるために近年、プレス金型により幅圧下す
る技術が開発される傾向にある。
により製造されたものが使用されるが、この連続鋳造ス
ラブは幅が制約されるため、従来はエッヂャ−ロールに
より幅調整を行い、要求される製品幅に対応させてい
た。ところでこのようなエッヂャ−ロールによる幅調整
には限界があるために近年、プレス金型により幅圧下す
る技術が開発される傾向にある。
この発明は、熱間スラブの幅をプレスにより大幅圧下す
る際のプレス金型の冷却方法に関するものである。
る際のプレス金型の冷却方法に関するものである。
（従来の技術） 従来、熱間スラブの幅圧下プレスは、一定の振幅で相互
接近・離隔（開閉動作）する左右で一対になるプレス金
型に熱間スラブを連続的に搬送してその閉動作により所
定の幅にプレスするものであるが、プレス中における１
サイクル当りの圧下時間、すなわち、プレス金型とスラ
ブの接触時間が長いために、プレス金型の温度上昇が著
しく、このため、幅圧下工程中は、プレス金型の開放時
にその加工面に向けて冷却剤を噴射する強制冷却を行っ
ていた（特開昭61-33703号公報参照）。しかしながら、
プレス金型開放時のスラブとプレス金型とのギャップは
設備構成上の制約などから大きくとることができないた
めに冷却剤がどうしてもスラブの幅方向端部（以下，こ
れを単にスラブコーナ部という）にかかるのが避けられ
なかった。ここに、プレス金型の強制冷却が強冷却であ
る場合にはスラブコーナ部が過冷されて他の部分との間
で温度差が生じ、その部位に割れが発生したり、局部的
な材質劣化等により製品品質を著しく低下させる一方、
スラブコーナ部の過冷を防止すべくプレス金型に対して
緩冷却を施した場合には、スラブコーナ部の過冷は抑制
できたけれどもプレス金型の冷却不足によってその寿命
が非常に短くなる難点があり、スラブコーナ部を過冷す
ることなくプレス金型を効率よく冷却できる冷却方法の
実現が強く望まれていた。
接近・離隔（開閉動作）する左右で一対になるプレス金
型に熱間スラブを連続的に搬送してその閉動作により所
定の幅にプレスするものであるが、プレス中における１
サイクル当りの圧下時間、すなわち、プレス金型とスラ
ブの接触時間が長いために、プレス金型の温度上昇が著
しく、このため、幅圧下工程中は、プレス金型の開放時
にその加工面に向けて冷却剤を噴射する強制冷却を行っ
ていた（特開昭61-33703号公報参照）。しかしながら、
プレス金型開放時のスラブとプレス金型とのギャップは
設備構成上の制約などから大きくとることができないた
めに冷却剤がどうしてもスラブの幅方向端部（以下，こ
れを単にスラブコーナ部という）にかかるのが避けられ
なかった。ここに、プレス金型の強制冷却が強冷却であ
る場合にはスラブコーナ部が過冷されて他の部分との間
で温度差が生じ、その部位に割れが発生したり、局部的
な材質劣化等により製品品質を著しく低下させる一方、
スラブコーナ部の過冷を防止すべくプレス金型に対して
緩冷却を施した場合には、スラブコーナ部の過冷は抑制
できたけれどもプレス金型の冷却不足によってその寿命
が非常に短くなる難点があり、スラブコーナ部を過冷す
ることなくプレス金型を効率よく冷却できる冷却方法の
実現が強く望まれていた。
（発明が解決しようとする問題点） 熱間スラブの幅圧下プレスにおいて従来問題となる上述
したような不具合を解決し、熱間スラブの品質劣化を極
力防止した上でプレス金型の大幅な寿命延長を図るのに
有利な冷却方法を提案することがこの発明の目的であ
る。
したような不具合を解決し、熱間スラブの品質劣化を極
力防止した上でプレス金型の大幅な寿命延長を図るのに
有利な冷却方法を提案することがこの発明の目的であ
る。
（問題点を解決するための手段） この発明は、熱間スラブの搬送パスラインを挟んで互い
に対をなすと共に加工面に該搬送パスラインに沿う平行
部と少なくともその入側に外開きの傾斜部を備える幅圧
下プレス金型を相互に接近・離隔させる振動の繰返しに
て順次搬送される熱間スラブを幅圧下プレスするに際
し、同一形状の上金型および下金型を重ね合わせた上下
二段よりなるプレス金型を上下にシフトしてそれぞれの
金型を交互に使用する熱間スラブの幅圧下プレス中は、
プレス金型と共に振動を繰り返す冷却ノズルにて該プレ
ス金型の加工面を緩冷却し、次に処理すべき熱間スラブ
が該プレス金型に到達するまでの待機中は該プレス金型
の加工面を強冷却することを特徴とする熱間スラブの幅
圧下プレス金型の冷却方法である。
に対をなすと共に加工面に該搬送パスラインに沿う平行
部と少なくともその入側に外開きの傾斜部を備える幅圧
下プレス金型を相互に接近・離隔させる振動の繰返しに
て順次搬送される熱間スラブを幅圧下プレスするに際
し、同一形状の上金型および下金型を重ね合わせた上下
二段よりなるプレス金型を上下にシフトしてそれぞれの
金型を交互に使用する熱間スラブの幅圧下プレス中は、
プレス金型と共に振動を繰り返す冷却ノズルにて該プレ
ス金型の加工面を緩冷却し、次に処理すべき熱間スラブ
が該プレス金型に到達するまでの待機中は該プレス金型
の加工面を強冷却することを特徴とする熱間スラブの幅
圧下プレス金型の冷却方法である。
ここでこの冷却方法は緩冷却時の該プレス金型の加工面
における平均熱伝達係数を200kcal/m2・hr・℃以上、900k
cal/m2・hr・℃以下、また強冷却時のプレス金型の加工面
における平均熱伝達係数を少なくとも1000kcal/m2・hr・
℃とする冷媒の圧力、流量に設定して冷却することが望
ましい。
における平均熱伝達係数を200kcal/m2・hr・℃以上、900k
cal/m2・hr・℃以下、また強冷却時のプレス金型の加工面
における平均熱伝達係数を少なくとも1000kcal/m2・hr・
℃とする冷媒の圧力、流量に設定して冷却することが望
ましい。
ここに、熱伝達係数とは固体とそれに接する流体との間
に単位の温度差がある時、その境界面を通って単位時間
に単位面積当りに流れる熱量である。
に単位の温度差がある時、その境界面を通って単位時間
に単位面積当りに流れる熱量である。
以下この発明による冷却方法につき第１図および第２図
に基づき説明する。
に基づき説明する。
第１図は、この発明を実施するのに用いて好適な幅圧下
プレス装置の要部斜視図であって、ここではプレス金型
のとくに上金型で熱間スラブの幅圧下プレスを行ってい
る場合（下金型は非圧下の状態）を例にして示してあ
る。
プレス装置の要部斜視図であって、ここではプレス金型
のとくに上金型で熱間スラブの幅圧下プレスを行ってい
る場合（下金型は非圧下の状態）を例にして示してあ
る。
図において１は熱間スラブ、２は幅圧下プレス金型であ
り、この幅圧下プレス金型２は同一形状の上金型2aと下
金型2bを重ね合わせた上下２段からなり、これらの金型
の加工面には搬送パスラインＰに沿う平行部ｈとその入
側及び出側に外開きの傾斜部ｋを有する。３はプレス金
型２を固定するホルダー、４は油圧シリンダーであっ
て、この油圧シリンダー４は熱間スラブ１を処理する毎
にプレス金型２をホルダー３とともに上または下にシフ
トして上金型2aと下金型2bを交互に使用する機能を有す
る。また、５はプレス金型２を一定の振幅で振動させる
スライダーそして６はプレス金型２を冷却する冷却ノズ
ル（以下これを金型上ノズル６と記す）である。
り、この幅圧下プレス金型２は同一形状の上金型2aと下
金型2bを重ね合わせた上下２段からなり、これらの金型
の加工面には搬送パスラインＰに沿う平行部ｈとその入
側及び出側に外開きの傾斜部ｋを有する。３はプレス金
型２を固定するホルダー、４は油圧シリンダーであっ
て、この油圧シリンダー４は熱間スラブ１を処理する毎
にプレス金型２をホルダー３とともに上または下にシフ
トして上金型2aと下金型2bを交互に使用する機能を有す
る。また、５はプレス金型２を一定の振幅で振動させる
スライダーそして６はプレス金型２を冷却する冷却ノズ
ル（以下これを金型上ノズル６と記す）である。
また、第２図は第１図のＡ−Ａ断面を示したものであ
り、図において７は座屈防止装置、８はプレス金型２を
冷却するためのノズルであり、このノズル８は座屈防止
装置７に取付けた例で示してある。なお、同図中、実線
はプレス金型２が相互に離隔している状態を、破線はプ
レス金型２が相互に接近している状態を示しており、ま
た、二点鎖線はプレス金型２が相互に離隔した状態で上
方へシフトした場合を示している。
り、図において７は座屈防止装置、８はプレス金型２を
冷却するためのノズルであり、このノズル８は座屈防止
装置７に取付けた例で示してある。なお、同図中、実線
はプレス金型２が相互に離隔している状態を、破線はプ
レス金型２が相互に接近している状態を示しており、ま
た、二点鎖線はプレス金型２が相互に離隔した状態で上
方へシフトした場合を示している。
上掲第１図および第２図に示したように、この幅圧下プ
レス装置には、プレス金型2(2a,2b)を冷却するためのノ
ズルを設けてあり、熱間スラブの幅圧下プレス中、例え
ば上金型2aにより幅圧下プレスを行っている場合には、
金型上ノズル６により上金型2a,下金型2bの加工面を緩
冷却するとともに、該下金型2bについてはこれに加えて
座屈防止装置７に取付けてあるノズル８により緩冷却し
て次に搬送されてくる熱間スラブの幅圧下プレスに備え
ているのである。
レス装置には、プレス金型2(2a,2b)を冷却するためのノ
ズルを設けてあり、熱間スラブの幅圧下プレス中、例え
ば上金型2aにより幅圧下プレスを行っている場合には、
金型上ノズル６により上金型2a,下金型2bの加工面を緩
冷却するとともに、該下金型2bについてはこれに加えて
座屈防止装置７に取付けてあるノズル８により緩冷却し
て次に搬送されてくる熱間スラブの幅圧下プレスに備え
ているのである。
この発明では、熱間スラブの幅圧下プレスを終え、次に
処理すべきスラブがプレス金型２に搬送されてくるまで
の待機中に、該プレス金型２をその全面にわたって強冷
却するのであるが、そのためには、例えば前記冷却ノズ
ル（金型上ノズル６、ノズル８）の水圧を２段に切換可
能にすればよく、また冷却ノズルの取付スペースに余裕
があれば別系統の配管を用意して緩冷却、強冷却を行う
ようにしてもよい。
処理すべきスラブがプレス金型２に搬送されてくるまで
の待機中に、該プレス金型２をその全面にわたって強冷
却するのであるが、そのためには、例えば前記冷却ノズ
ル（金型上ノズル６、ノズル８）の水圧を２段に切換可
能にすればよく、また冷却ノズルの取付スペースに余裕
があれば別系統の配管を用意して緩冷却、強冷却を行う
ようにしてもよい。
第３図は冷媒の圧力及び流量を制御する装置の一例を示
したものである。図において例えばＡ系統を強冷却、Ｂ
系統を緩冷却とすると、これらの系統の上流に電磁切換
弁９，９′を設けるとともにＡ系統、Ｂ系統にそれぞれ
流量調節弁10,10′、圧力調節弁11,11′を設けて必要な
冷却能が得られるようにあらかじめ調節しておく。そし
て強冷却する場合には電磁弁９によりＡ系統に切換え、
高圧の冷媒（冷却水）をノズルに導く。逆に緩冷却する
場合には電磁弁９′によりＢ系統に切換えて低圧の冷媒
をノズルに導く。
したものである。図において例えばＡ系統を強冷却、Ｂ
系統を緩冷却とすると、これらの系統の上流に電磁切換
弁９，９′を設けるとともにＡ系統、Ｂ系統にそれぞれ
流量調節弁10,10′、圧力調節弁11,11′を設けて必要な
冷却能が得られるようにあらかじめ調節しておく。そし
て強冷却する場合には電磁弁９によりＡ系統に切換え、
高圧の冷媒（冷却水）をノズルに導く。逆に緩冷却する
場合には電磁弁９′によりＢ系統に切換えて低圧の冷媒
をノズルに導く。
次に、幅圧下プレス中および待機中におけるプレス金型
２の冷却要領を説明する。
２の冷却要領を説明する。
まず上金型2aで熱間スラブ１を幅圧下プレスしている場
合は、下金型2bは非圧下の状態（空圧下）になってい
て、このとき上金型2aの加工面は金型上ノズル６にて、
下金型2bの加工面は上ノズル６に加え、ノズル８により
それぞれ緩冷却される。
合は、下金型2bは非圧下の状態（空圧下）になってい
て、このとき上金型2aの加工面は金型上ノズル６にて、
下金型2bの加工面は上ノズル６に加え、ノズル８により
それぞれ緩冷却される。
上金型2aによる熱間スラブの幅圧下プレスが終了し、次
のスラブがプレス金型２に搬送されてくるまでの待機中
（プレス金型２の間にスラブが存在しない状態）はノズ
ル６，８によりプレス金型２の加工面を全面にわたって
強冷却する。
のスラブがプレス金型２に搬送されてくるまでの待機中
（プレス金型２の間にスラブが存在しない状態）はノズ
ル６，８によりプレス金型２の加工面を全面にわたって
強冷却する。
次にプレス金型２を上方にシフト（第２図中二点鎖線）
して下金型2bにより幅圧下プレスを行うが、この状態に
おいてはノズル８の前面には下金型2bは存在しないの
で、幅圧下プレス中における上金型2aおよび下金型2bの
緩冷却は金型上ノズル６のみにより行う。
して下金型2bにより幅圧下プレスを行うが、この状態に
おいてはノズル８の前面には下金型2bは存在しないの
で、幅圧下プレス中における上金型2aおよび下金型2bの
緩冷却は金型上ノズル６のみにより行う。
下金型2bによる幅圧下プレスを終えた場合には、プレス
金型２を直ちに下方にシフトして、各ノズル６，８によ
り上金型2a，下金型2bに対して強冷却を施す。
金型２を直ちに下方にシフトして、各ノズル６，８によ
り上金型2a，下金型2bに対して強冷却を施す。
表−１に、上述した熱間スラブの幅圧下プレスにおける
プレス金型２の冷却要領を、熱間スラブを処理する毎に
上下にシフトして上金型2aおよび下金型2bをそれぞれ交
互に使用する場合について示す。
プレス金型２の冷却要領を、熱間スラブを処理する毎に
上下にシフトして上金型2aおよび下金型2bをそれぞれ交
互に使用する場合について示す。
以上のようにこの発明は、熱間スラブの幅圧下中はスラ
ブコーナ部を極力冷却しないようにプレス金型２を緩冷
却し、次のスラブが搬送されてくるまでの待機中には、
幅圧下プレス中の緩冷却によるプレス金型２の冷却不足
を解消すべく、強冷却しようとするものである。
ブコーナ部を極力冷却しないようにプレス金型２を緩冷
却し、次のスラブが搬送されてくるまでの待機中には、
幅圧下プレス中の緩冷却によるプレス金型２の冷却不足
を解消すべく、強冷却しようとするものである。
（作用） この発明は、熱間スラブの幅圧下プレス工程中に、プレ
ス金型の加工面を緩冷却し、スラブの処理を終えて次に
処理すべきスラブが搬送されてくるまでの待機中は幅圧
下プレス中の冷却不足を解消すべくプレス金型を強冷却
するようにしたので、プレス金型の上下のシフトによる
冷却効果と相俟ってその温度上昇を効果的に抑制するこ
とができる。従ってプレス金型の寿命を熱間スラブのス
ラブコーナ部を過冷却することなしに大幅に延長するこ
とができるのである。
ス金型の加工面を緩冷却し、スラブの処理を終えて次に
処理すべきスラブが搬送されてくるまでの待機中は幅圧
下プレス中の冷却不足を解消すべくプレス金型を強冷却
するようにしたので、プレス金型の上下のシフトによる
冷却効果と相俟ってその温度上昇を効果的に抑制するこ
とができる。従ってプレス金型の寿命を熱間スラブのス
ラブコーナ部を過冷却することなしに大幅に延長するこ
とができるのである。
次にこの発明におけるプレス金型２の冷却につきプレス
金型表面（加工面）の温度と熱伝達係数の関係について
以下述べる。
金型表面（加工面）の温度と熱伝達係数の関係について
以下述べる。
第４図(a)(b)は熱間スラブを１本幅圧下プレスする場合
のプレス金型２のうちの上金型2a又は下金型2bの一方に
ついての入抜熱パターンとそれに対応するプレス金型の
表面温度の変化状況を模式的に示したものである。
のプレス金型２のうちの上金型2a又は下金型2bの一方に
ついての入抜熱パターンとそれに対応するプレス金型の
表面温度の変化状況を模式的に示したものである。
ここで、プレス金型２とスラブとの接触による該金型２
の加工面における熱伝達係数（α１）は第４図(a)のよ
うに約0.9秒おきに0.5秒間の入熱が繰り返して行われた
場合におよそ1600Kcal/m2・hr・℃であることが種々の実
験結果から判明している。また、熱間スラブの幅圧下プ
レス中にプレス金型２を冷却する場合における熱伝達係
数（α２）（α３）（α４）は冷却ノズルの流量を各領
域ａ，ｃおよびｂ，ｂ′毎に一定にした場合にプレス金
型の温度に対応して変化するが、上掲第４図(a)におけ
るパターンは簡略化のためプレス金型の表面温度の平均
値と平均的なスラブ温度および常温の冷却水の間におけ
る平均熱伝達係数（以下、この平均熱伝達係数を単に熱
伝達係数と記す）を代表して示してある。
の加工面における熱伝達係数（α１）は第４図(a)のよ
うに約0.9秒おきに0.5秒間の入熱が繰り返して行われた
場合におよそ1600Kcal/m2・hr・℃であることが種々の実
験結果から判明している。また、熱間スラブの幅圧下プ
レス中にプレス金型２を冷却する場合における熱伝達係
数（α２）（α３）（α４）は冷却ノズルの流量を各領
域ａ，ｃおよびｂ，ｂ′毎に一定にした場合にプレス金
型の温度に対応して変化するが、上掲第４図(a)におけ
るパターンは簡略化のためプレス金型の表面温度の平均
値と平均的なスラブ温度および常温の冷却水の間におけ
る平均熱伝達係数（以下、この平均熱伝達係数を単に熱
伝達係数と記す）を代表して示してある。
上金型2aにて幅圧下プレスする場合を例にとれば、それ
による幅圧下プレス中は第４図(a)に示すように、プレ
ス金型２の相互接近・離隔の振動に伴いスラブからの入
熱と緩冷却による抜熱とが繰り返される。第４図(b)の
領域ａは上金型2aにおけるスラブからの入熱と緩冷却に
よる抜熱を繰り返している領域に対応するものであっ
て、この領域では実際にはプレス時間の経過とともにそ
の表面温度が上昇していき幅圧下プレスの終了時点では
最大温度Ｔmaxに達する。上金型2aによる幅圧下プレス
を終え次のスラブが搬送されてくるまでの待機中は第４
図(a)に示すように、プレス金型２に強制冷却を行って
いる状態（この状態では上金型2a，下金型2bともに強冷
却される）であり、第４図(b)の領域ｂがそれに対応す
る。プレス金型２に搬送されてきた次のスラブはプレス
金型２を上方へシフトしたのち下金型2bによって処理
（上金型2aは空圧下の状態）されることになり、第４図
(b)の領域ｃがそれに対応する。
による幅圧下プレス中は第４図(a)に示すように、プレ
ス金型２の相互接近・離隔の振動に伴いスラブからの入
熱と緩冷却による抜熱とが繰り返される。第４図(b)の
領域ａは上金型2aにおけるスラブからの入熱と緩冷却に
よる抜熱を繰り返している領域に対応するものであっ
て、この領域では実際にはプレス時間の経過とともにそ
の表面温度が上昇していき幅圧下プレスの終了時点では
最大温度Ｔmaxに達する。上金型2aによる幅圧下プレス
を終え次のスラブが搬送されてくるまでの待機中は第４
図(a)に示すように、プレス金型２に強制冷却を行って
いる状態（この状態では上金型2a，下金型2bともに強冷
却される）であり、第４図(b)の領域ｂがそれに対応す
る。プレス金型２に搬送されてきた次のスラブはプレス
金型２を上方へシフトしたのち下金型2bによって処理
（上金型2aは空圧下の状態）されることになり、第４図
(b)の領域ｃがそれに対応する。
下金型2bによる幅圧下プレスを終えると直ちに金型２を
下方へシフトするとともに、金型上ノズル６およびノズ
ル８による強冷却を行いながら次の熱間スラブが搬送さ
れてくるまで待機する。第４図(b)の領域ｂ′がそれに
対応する。なお、この段階では上金型2aは下金型2bによ
る幅圧下プレスの終了後の強冷却によって同時に冷却さ
れることになるが、上金型2aは図中ｂ領域，ｃ領域にお
いてすでに冷却されているためｂ′領域での抜熱量すな
わち温度勾配は極めて小さいものとなる。
下方へシフトするとともに、金型上ノズル６およびノズ
ル８による強冷却を行いながら次の熱間スラブが搬送さ
れてくるまで待機する。第４図(b)の領域ｂ′がそれに
対応する。なお、この段階では上金型2aは下金型2bによ
る幅圧下プレスの終了後の強冷却によって同時に冷却さ
れることになるが、上金型2aは図中ｂ領域，ｃ領域にお
いてすでに冷却されているためｂ′領域での抜熱量すな
わち温度勾配は極めて小さいものとなる。
第５図は、複数本の熱間スラブを連続的に幅圧下プレス
した場合におけるプレス金型２の上金型2a又は下金型2b
の一方についての表面温度の変化を示したものであり、
もう一方の金型で幅圧下プレスを行う場合も同様の変化
を示すこととなるが、ここではもう一方の金型について
の表面温度の変化は図示していない。
した場合におけるプレス金型２の上金型2a又は下金型2b
の一方についての表面温度の変化を示したものであり、
もう一方の金型で幅圧下プレスを行う場合も同様の変化
を示すこととなるが、ここではもう一方の金型について
の表面温度の変化は図示していない。
上掲第５図から、スラブの幅圧下プレスにおいて、プレ
ス金型２の最高表面温度Ｔmaxはある程度上昇すれば熱
間スラブ１からの入熱と強制冷却による抜熱がバランス
し最高表面温度Ｔmaxが421℃程度に、最低表面温度Ｔ
minが99℃程度になり、熱間スラブの処理本数の増加、
すなわちプレス時間の経過にかかわらず平衡に達するこ
とがわかる。
ス金型２の最高表面温度Ｔmaxはある程度上昇すれば熱
間スラブ１からの入熱と強制冷却による抜熱がバランス
し最高表面温度Ｔmaxが421℃程度に、最低表面温度Ｔ
minが99℃程度になり、熱間スラブの処理本数の増加、
すなわちプレス時間の経過にかかわらず平衡に達するこ
とがわかる。
第６図は、プレス金型２の熱伝達係数、すなわち第４図
(a)において示したようなα２（α４）をＸ軸（紙面
に対し右に進むほどその値は大）、α３をＺ軸（紙面に
対し右上に進むほどその値は大）に、そのときのプレス
金型表面温度（℃）をＹ軸（上にいくほどその温度は高
くなる）にとって、スラブの幅圧下プレス中にスラブコ
ーナ部が過冷されずしかもプレス金型２を効率よく冷却
できる条件を求めたグラフである。
(a)において示したようなα２（α４）をＸ軸（紙面
に対し右に進むほどその値は大）、α３をＺ軸（紙面に
対し右上に進むほどその値は大）に、そのときのプレス
金型表面温度（℃）をＹ軸（上にいくほどその温度は高
くなる）にとって、スラブの幅圧下プレス中にスラブコ
ーナ部が過冷されずしかもプレス金型２を効率よく冷却
できる条件を求めたグラフである。
プレス金型２に適合する工具鋼の最高使用温度は、普通
550〜600℃程度であるが、上掲第６図において、プレス
金型２の最高使用温度Ｈを550℃とした場合、α２（
α４）が200Kcal/m2・hr・℃未満またはα３が1000Kcal/m
2・hr・℃未満の場合には冷却不足となりプレス金型２の
温度が上昇し該金型表面の摩耗が著しくなり、α２（
α４）が900Kcal/m2・hr・℃を越える場合にはスラブコー
ナ部が過冷されることとなり製品の品質に悪影響を及ぼ
すことが懸念されるので熱間スラブの幅圧下プレスにお
いてプレス金型２を冷却するには幅圧下プレス工程中の
緩冷却時に該プレス金型の加工面における熱伝達係数を
200Kcal/m2・hr・℃以上、900Kcal/m2・hr・℃以下となるよ
うに、また強冷却時における該プレス金型の加工面にお
ける熱伝達係数を少なくとも1000Kcal/m2・hr・℃となる
ように冷媒の圧力、流量を設定して冷却するのが望まし
いことになる。
550〜600℃程度であるが、上掲第６図において、プレス
金型２の最高使用温度Ｈを550℃とした場合、α２（
α４）が200Kcal/m2・hr・℃未満またはα３が1000Kcal/m
2・hr・℃未満の場合には冷却不足となりプレス金型２の
温度が上昇し該金型表面の摩耗が著しくなり、α２（
α４）が900Kcal/m2・hr・℃を越える場合にはスラブコー
ナ部が過冷されることとなり製品の品質に悪影響を及ぼ
すことが懸念されるので熱間スラブの幅圧下プレスにお
いてプレス金型２を冷却するには幅圧下プレス工程中の
緩冷却時に該プレス金型の加工面における熱伝達係数を
200Kcal/m2・hr・℃以上、900Kcal/m2・hr・℃以下となるよ
うに、また強冷却時における該プレス金型の加工面にお
ける熱伝達係数を少なくとも1000Kcal/m2・hr・℃となる
ように冷媒の圧力、流量を設定して冷却するのが望まし
いことになる。
なお、上掲第６図におけるα２（α４：900Kcal/m2h
℃）は、熱間スラブ１（一般的な鋼種，品質からなるも
ので、かつ長さが最も長いものを対象）の幅圧下プレス
中（第４図(b)の領域ａ）の緩冷却で熱間スラブ１のス
ラブコーナ部に冷却剤がかかり他の部分（スラブ本体部
分）との間で温度差が生じてもスラブの品質上許容でき
る程度に維持できる最大の値（α2maxα4max）として
種々の実験から得たものである。また、スラブコーナ部
の過冷却は幅圧下プレス中の冷却のみに依存するもの
で、図中のＨａはα２（α４）を900Kcal/m2h℃とし
て金型上ノズル６とノズル８により冷却剤の噴射圧力を
最大にして強冷却（第４図(b)の領域ｂ及びｂ′に相当
しこのときのα３は実験で使用した冷却装置の持つ最大
限の能力を発揮したときの値）した場合におけるプレス
金型２の最高表面温度Ｔmaxである。
℃）は、熱間スラブ１（一般的な鋼種，品質からなるも
ので、かつ長さが最も長いものを対象）の幅圧下プレス
中（第４図(b)の領域ａ）の緩冷却で熱間スラブ１のス
ラブコーナ部に冷却剤がかかり他の部分（スラブ本体部
分）との間で温度差が生じてもスラブの品質上許容でき
る程度に維持できる最大の値（α2maxα4max）として
種々の実験から得たものである。また、スラブコーナ部
の過冷却は幅圧下プレス中の冷却のみに依存するもの
で、図中のＨａはα２（α４）を900Kcal/m2h℃とし
て金型上ノズル６とノズル８により冷却剤の噴射圧力を
最大にして強冷却（第４図(b)の領域ｂ及びｂ′に相当
しこのときのα３は実験で使用した冷却装置の持つ最大
限の能力を発揮したときの値）した場合におけるプレス
金型２の最高表面温度Ｔmaxである。
曲線Ｊ１は上記Ｈａを起点にしα２（α４）を900Kca
l/m2h℃のままにしてα３を順次小さく変化させてプレ
ス金型の最高表面温度の変化を求めたものであり、曲線
Ｇ１はＨａを起点としてα３を一定としてα２（
α４）を順次小さく変化させてプレス金型２の最高表面
温度の変化を求めたものである。
l/m2h℃のままにしてα３を順次小さく変化させてプレ
ス金型の最高表面温度の変化を求めたものであり、曲線
Ｇ１はＨａを起点としてα３を一定としてα２（
α４）を順次小さく変化させてプレス金型２の最高表面
温度の変化を求めたものである。
ここで、曲線Ｇ１に交差するようにしてα３を変化させ
て曲線Ｊ１…Ｊｎを求めるとともに曲線Ｊ１に交差する
ようにα２（α４）を変化させて曲線Ｇ１…Ｇｍを求
め、プレス金型２の最大表面温度Ｔmax＝550℃で交差す
る点Ｈがα2min（α4min），α3minを示す位置とな
る。そしてこの点Ｈをとおり曲線Ｊ１と交差する曲線Ｇ
ｍがα２（＝α４）の変化を、また、この点Ｈをとおり
曲線Ｇ１と交差する曲線Ｊｎがα３の変化を示すもので
あり、よって、α２（α４）の好適範囲は200〜900kc
al/m2h℃となり、α３は1000kcal/m2h℃以上となる。な
お、上記の熱伝達係数α（α２，α４，α３）は平均熱
伝達係数を意味するものである。
て曲線Ｊ１…Ｊｎを求めるとともに曲線Ｊ１に交差する
ようにα２（α４）を変化させて曲線Ｇ１…Ｇｍを求
め、プレス金型２の最大表面温度Ｔmax＝550℃で交差す
る点Ｈがα2min（α4min），α3minを示す位置とな
る。そしてこの点Ｈをとおり曲線Ｊ１と交差する曲線Ｇ
ｍがα２（＝α４）の変化を、また、この点Ｈをとおり
曲線Ｇ１と交差する曲線Ｊｎがα３の変化を示すもので
あり、よって、α２（α４）の好適範囲は200〜900kc
al/m2h℃となり、α３は1000kcal/m2h℃以上となる。な
お、上記の熱伝達係数α（α２，α４，α３）は平均熱
伝達係数を意味するものである。
（実施例） 厚さ180〜260mm、長さ8500〜10500mm、幅1200〜1600m
m、温度1000〜1250℃になるスラブをランダムに取り出
して第５図に示した入抜熱パターンで１日（≒２１時
間）連続的にプレスを行った。
m、温度1000〜1250℃になるスラブをランダムに取り出
して第５図に示した入抜熱パターンで１日（≒２１時
間）連続的にプレスを行った。
この実施例に用いた幅圧下プレス装置は第１図、第２図
に示したような冷却ノズルを取付けたものを用い、幅圧
下量は100〜300mm、緩冷却時および強冷却時の冷媒（冷
却水）の圧力はそれぞれ３kgf/cm2,16kgf/cm2とし、待
機中（金型の空圧下状態）の期間は第４図(a)に示すよ
うに約10秒とした。
に示したような冷却ノズルを取付けたものを用い、幅圧
下量は100〜300mm、緩冷却時および強冷却時の冷媒（冷
却水）の圧力はそれぞれ３kgf/cm2,16kgf/cm2とし、待
機中（金型の空圧下状態）の期間は第４図(a)に示すよ
うに約10秒とした。
プレス金型の加工面における熱伝達係数αは表−２に示
すとおりに設定した。
すとおりに設定した。
熱間スラブの幅圧下プレスの終了後のプレス金型の状況
を表−２に併せて示す。
を表−２に併せて示す。
なおケース３については寿命試験を行ったがその結果約
３ケ月の使用後でもプレス金型の加工面に微細なヒート
クラックは見られたが塑性流動やへたりの発生はなかっ
た。
３ケ月の使用後でもプレス金型の加工面に微細なヒート
クラックは見られたが塑性流動やへたりの発生はなかっ
た。
（発明の効果） この発明によればプレス金型の寿命を熱間スラブの品質
劣化なしに大幅に延長することが可能であり、圧延能率
の向上、保全作業の省力化、設備補修経費などを大幅に
低減できる。
劣化なしに大幅に延長することが可能であり、圧延能率
の向上、保全作業の省力化、設備補修経費などを大幅に
低減できる。
第１図はプレス金型の取付状態を示す要部の斜視図、 第２図はプレス金型の側面図、 第３図は冷却ノズルの制御系統図、 第４図(a)(b)はプレス金型の入抜熱パターン及びプレス
金型の表面温度の変化を示す図、 第５図はプレス金型の温度変化を示すグラフ、 第６図はプレス金型の温度と熱伝達係数の関係を示すグ
ラフである。
金型の表面温度の変化を示す図、 第５図はプレス金型の温度変化を示すグラフ、 第６図はプレス金型の温度と熱伝達係数の関係を示すグ
ラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 浩一 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 二瓶 充雄 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 小毛利 敦 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 白岩 弘行 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 日立ニ ュークリアエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−166101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−33730（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】熱間スラブの搬送パスラインを挟んで互い
に対をなすと共に加工面に該搬送パスラインに沿う平行
部と少なくともその入側に外開きの傾斜部を備える幅圧
下プレス金型を相互に接近・離隔させる振動の繰り返し
にて順次搬送される熱間スラブを幅圧下するに際し、 同一形状の上金型(2a)および下金型(2b)を重ね合わせた
上下二段よりなるプレス金型(2)を上下にシフトしてそ
れぞれの金型を交互に使用する熱間スラブの幅圧下プレ
ス中は、プレス金型(2)と共に振動を繰り返す冷却ノズ
ル(6)にて該プレス金型(2)の加工面を緩冷却し、次に処
理すべき熱間スラブ(1)が該プレス金型(2)に到達するま
での待機中は、該プレス金型(2)の加工面を強冷却する
ことを特徴とする熱間スラブの幅圧下プレス金型の冷却
方法。 - 【請求項２】緩冷却時の幅圧下プレス金型(2)の加工面
における平均熱伝達係数を200kcal/m2・hr・℃以上、900k
cal/m2・hr・℃以下とし、強冷却時の幅圧下プレス金型
(2)の加工面における平均熱伝達係数を少なくとも1000k
cal/m2・hr・℃とする冷媒の圧力、流量に設定して冷却す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷却方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14680786A JPH0661592B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 熱間スラブの幅圧下プレス金型の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14680786A JPH0661592B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 熱間スラブの幅圧下プレス金型の冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635837A JPS635837A (ja) | 1988-01-11 |
| JPH0661592B2 true JPH0661592B2 (ja) | 1994-08-17 |
Family
ID=15415971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14680786A Expired - Fee Related JPH0661592B2 (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 熱間スラブの幅圧下プレス金型の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661592B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4041787A1 (de) * | 1990-12-24 | 1992-06-25 | Schloemann Siemag Ag | Einrichtung zum kuehlen der presswerkzeuge einer stauchpresse und verfahren zum betreiben der einrichtung |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP14680786A patent/JPH0661592B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS635837A (ja) | 1988-01-11 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |