JPS635837A - 熱間スラブの幅圧下プレス金型の冷却方法 - 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） 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、従来はエツヂャーロールに
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ツヂャー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。

（従来の技術） 従来熱間スラブの幅圧下プレスは、−定の振幅で開閉さ
せた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
度上昇が著しい。このため、通常幅圧下工程中は、プレ
ス金型を強制冷却するが、比較的強い冷却を行った場合
にはプレス金型開放時のスラブとプレス金型とのギャッ
プが小さいためにスラブの端部が適冷され製品品質が著
しく劣化し、また、プレス金型を緩冷却する場合には、
冷却不足になってプレス金型の寿命が非常に短い難点が
あった。

プレス金型の冷却方法について記載された文献はとくに
ない。

（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。

（問題点を解決するための手段） この発明は、スラブの搬送方向の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有する幅
圧下プレス金型を上下２段に配設し、このプレス金型を
該パスラインと直交する向きにシフト可能としたプレス
装置により順次搬送される熱間スラブを幅圧下プレスす
るに際し、熱間スラブの幅圧プレス工程中は該プレス金
型の加工面を緩冷却し、次のスラブが該プレス金型に至
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
における熱伝達係数を２００Ｋｃａｌ　／ｍ　２ｈｒ、
’Ｃ以上、９００Ｋｃａｌ　／ｍ　２　ｈｒ、　’Ｃ以
下、また強冷却時の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　／ｍ　２ｈｒ、　
’ｃ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。

上記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。

まず第１図は、通常−対のプレス金型を備えたプレス装
置の要部斜視図である。

図において１はスラブ、２は幅圧下プレス金型であり、
上下２段に配設しである。３はプレス金型２を固定する
ホルダー、４はプレス金型２を上下にシフトさせるため
の油圧シリンダーであり、５は一定の振幅で撮動するス
ライダーそして６はプレス金型を冷却する金型上ノズル
である。

また、第２図は第１図のＡ−Ａ１１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、座屈防止装置８に取付け
である。

この幅圧下プレス装置のプレス金型２　（２ａ　。

２ｂ）には該金型２を冷却するためのノズルを設けであ
る。

そして熱間スラブの幅圧下プレス中、例えばプレス金型
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によりプレス金型２ａの加工面は緩冷却され、
−方プレス金型２ｂは座屈防止装置７に取付けであるノ
ズル８により緩冷却され、次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−たん終え
、次のスラブがプレス金型２に至るまでの待機中に、該
プレス金型２を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１例を示
したものであるが、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ｍする場合にはＮ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Ｂ系統に切換えて低圧の冷媒をノ
ズルに導く。

次に、このような幅圧下プレス装置のもとで幅圧下工程
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。

まずプレス金型２ａで熱間スラブを幅圧下プレスしてい
る場合（金型２が下降位置にある場合）は、プレス金型
２ｂは非圧下の状態になっていてこのときプレス金型２
ａ、２ｂの加工面は金型上ノズル６、ノズル８により緩
冷却される。

次に熱間スラブのプレスを−たん終了し、次のスラブが
プレス金型２に至るまでの待機中はノズル６．８により
それぞれ強冷却される。

次にプレス金°型２は、上方にシフトされプレス金型２
ｂにより幅圧下プレスする。このときプレス金型２ａ、
および２ｂは上金型ノズル６のみにより、その加工面全
面が緩冷却される。

次にプレス金型２ｂで熱間スラブの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
ノズルにより強冷却される。

ここで熱間スラブの幅圧下プレスを−たん終えて次のス
ラブが搬送されて来るまでに時間的な余裕がない場合に
は、上金型ノズル６のみによりプレス金型２の加工面全
面につき強冷却を行うこともできる。

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の冷却要領を示す。

表−１ 表−１において例えばスラブ間（次の熱間スラブが搬送
、されるまでの間に強冷却を行う場合に時間的に余裕が
ないときは（※）でプレス金型２は上昇位置となりプレ
ス金型２ｂは上金型ノズル６によりプレス金型２ａと共
に強冷却されることになる。

以上のようにこの発明は、熱間スラブの幅圧下中は該ス
ラブ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るまでの待機中に、緩冷却による
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
ス金型の加工面をその全面につき緩冷却し、そしてスラ
ブの処理を−たん終えて次のスラブが搬送されるまでの
待機中は緩冷却における冷却不足の解消を計るべきプレ
ス金型全面にわたる強冷却をするので、プレス金型の交
互シフトによる冷却効果と、相俟ってプレス金型２の加
熱、温度上昇を効果的に防止することができる。従って
プレス金型の寿命を熱間スラブの品質の劣化なしに大幅
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。

第４図は熱間スラブを幅圧下プレスした場合のプレス金
型２の入抜熱パターンを示したものである。プレス金型
２とスラブとの接触における該金型２の熱伝達係数がお
よそ１６００１（ｃａｔ　／ｍ　２ｈｒ。

℃であることが明らかとなり、したがって、熱間スラブ
の幅圧下プレス中のプレス金型２の加工面における熱伝
達係数（α１）は１６００Ｋｃａｌ　／ｍ　２ｈｒ、　
’Ｃ１０，５秒間で繰返し入熱が行われている。

これに対して熱間スラブの幅圧下プレス中に該プレス金
型２を冷却する場合の該金型２の熱伝達係数（α２）（
α３）（α略）は冷却ノズルの流量を一定としてプレス
金型を冷却するため、プレス金型の温度に対応して変化
する（第５図参照）。

第６図はプレス金型２の熱伝達係数、すなわち第４図に
おいて示したα２　（１α４）、α３を横軸にとり、こ
れらのプレス金型表面温度（’Ｃ）に及ぼす影響を調べ
たグラフである。

その結果（２２（”（２４）が２００Ｋｃａｌ　／ｍ　
２ｈｒ。

℃未満またα３が１０００Ｋｃａｌ　／ｍ　２ｈｒ１℃
未渦の場合には冷却不足となりプレス金型の温度が上昇
し該金型表面の摩耗が著しくなり、−方α２　（萱α４
）が９００Ｋｃａｌ　／ｍ　２ｈｒ、　’Ｃを越える場
合にはスラブの端部が適冷となり製品の品質に悪影響を
及ぼすことが明らかとなった。

従って熱間スラブの幅圧下プレスにおいてプレス金型を
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　／
ｍ　’　ｈｒ、　”Ｃ以上、９００Ｋｃａｌ　／ｍ　２
ｈｒ、　”Ｃ以下、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１０００Ｋｃ
ａｌ　／ｍ　２ｈｒ、　”ｃとなるように冷媒の圧力、
流量を設定して制御冷却するのが望ましいのである。

（実施例） 厚さ１８０〜２６０ｍｍ　、長さ８５００〜１０５００
＋ｒｍ　、幅１２００〜１６００ｍｍのスラブを１００
０〜１２５０℃の温度のもとに第５図に示した入抜熱パ
ターンで１日（牟２１時間）ランダムにプレスを行った
。

幅圧下量は１００〜３００＋＋ｏｎとした。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た。

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　／ｄ、　１６１ｃｇｆ　／ｃぜとした。

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。

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。

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。

表−２ （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。

【図面の簡単な説明】

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図はプレス金型の入抜熱パターンを示すグラフ、 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。 ’ｒ−ｈＫ＠賦幇［株］甥勧） ト一べ乍）い疼侶鴇榔９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱間スラブの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有する幅圧下プレス
   金型を上下２段に配設し、このプレス金型を該パスライ
   ンと直交する向きにシフト可能としたプレス装置により
   、順次搬送される熱間スラブを幅圧下プレスするに際し
   、 熱間スラブの幅圧下プレス中は該プレス金型の加工面を
   緩冷却し、次の熱間スラブが該プレス金型に至るまでの
   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。 ２、緩冷却時の幅圧下プレス金型の加工面における熱伝
   達係数を２００Ｋｃａｌ／ｍ＾２ｈｒ．℃以上、９００
   Ｋｃａｌ／ｍ＾２ｈｒ．℃以下とし、強冷却時の幅圧下
   プレス金型の加工面における熱伝達係数を少くとも１０
   ００Ｋｃａｌ／ｍ＾２ｈｒ．℃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。