專利名稱：熱軋鋼板的生產裝置和方法及所用的厚度鍛壓裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對連鑄板坯之類的長尺材料在厚度方向上進行鍛壓的熱軋鋼板的生產裝置和方法及其所用的厚度鍛壓裝置和方法。
1．熱軋鋼板等薄板的熱軋，一般用粗軋機7將板坯20軋成中間厚度(將這種狀態(tài)的軋材稱為薄板坯)，然后，用精軋機3軋成最終產品的厚度。這里，板坯20的尺寸以加熱板坯20的加熱爐13的尺寸作為上限。結果，1爐轉爐鋼水一般被分成十幾根板坯20。在本發(fā)明中，根據(jù)需要，將板坯稱為熱板坯或簡單地稱為材料。
從粗軋機7軋出的薄板坯20A與普通的板子軋制一樣，前后端部產生被稱為舌頭和魚尾的形狀不良部分，雖然程度上有差異，但必定產生。順便說明一下，所謂“舌頭”系指端部的板寬中央部呈舌頭狀突出的形狀不良部分，所謂“魚尾”系指端部的板寬兩端部呈魚的尾巴狀突出的形狀不良部分。舌頭和魚尾中的任一種的寬度都比正常部分的狹，故容易變形。
如果留著這些形狀不良部分，則在用下道工序的精軋機3進一步進行變形，便成為產生軋制故障的原因，故在薄板坯20A階段要切掉形狀不良部分。該切掉的部分(以下稱為“切頭”)越長，產品成材率越降低。
精軋機3一般是由數(shù)個機架構成的連軋機，在對厚度變薄的鋼帶施加張力的狀態(tài)下進行軋制。但是，從精軋后的熱軋鋼板的先端部起的100m左右的部分，在前端部到達卷取機5a、5b之前期間，在沒有張力作用的狀態(tài)下進行軋制。另外，在這期間，前端部由于與輸送輥的撞擊和風壓造成的上浮等，使移動不穩(wěn)定，故一般不得不降低軋制速度進行軋制，直至接近正常狀態(tài)(到達卷取機后)的一半。
關于后端部，離開精軋機3和最終機架后，張力為零，故形狀不良。這樣的非正常部分由于輸送過程中溫度降低和伴隨著形狀不良造成的冷卻不均勻等，一般其材質和形狀卻比正常部分差。這些材質和形狀的不良、或伴隨著形狀不良造成的蛇行等引起的軋制故障使設備作業(yè)率降低，因此，成為成材率降低的重要原因。
關于提高精軋的成材率，已開發(fā)了將數(shù)塊薄板坯連接起來進行精軋的方法。例如，特開平4-89109號公報提出了下述方法依次將后續(xù)的薄板坯前端部接合在先行的薄板坯后端部上，對數(shù)塊薄板坯連續(xù)地進行精軋的方法。
該現(xiàn)有技術中，由于對接合起來的前后端部也可進行與正常狀態(tài)一樣的軋制，故使上述的前后端部(非正常部)的成材率提高。另外，對前端部也能夠以與正常狀態(tài)(到達卷取機后)相同的軋制速度進行軋制，故軋制效率提高。由于將數(shù)塊薄板坯連接起來軋制，故與間歇式軋制的情況相比，軋制效率提高。
與此不同，還提出了這樣的方法，即數(shù)塊板坯接合、或連鑄板坯直接軋制等生產長尺薄板坯的方法。關于將數(shù)塊板坯接合起來的方法，特開昭57-106403號公報提出了這樣的方法，即依次將后續(xù)的板坯前端部與先行的板坯后端部接合起來，將這些接合起來的數(shù)塊板坯用行星式軋機機組連續(xù)地軋成薄板坯的方法。
特開昭59-92103號公報提出了下述方法，即將相當于1爐轉爐鋼水量的板坯用大壓下軋機軋成薄板坯，直接卷成卷材，然后將薄板坯的卷材開卷并進行精軋的方法。同樣，特開昭59-85305號公報提出了下述方法，即將用特殊連鑄機(稱為旋轉澆鑄)高速鑄造的板坯，通過軋制而軋成薄板坯，卷在卷取開卷機上之后再進行精軋的方法。
根據(jù)這些現(xiàn)有方法，僅在長尺薄板坯的前后端部切斷頭部即可，不需對每塊板坯分別進行切頭，故使成材率相應提高。并且，采用這些方法，在精軋時也可獲得與將上述的數(shù)塊薄板坯連接起來進行精軋的方法一樣的效果。
但是，這些現(xiàn)有技術存在以下問題。
首先，特開平4-89109號公報所述的方法中，為了將數(shù)塊薄板坯接合起來，必須切斷薄板坯前后端部的形狀不良部分。因此，因產生切頭而導致成材率降低的問題依然沒有解決。并且，薄板坯的接合部與其它部分相比，強度低，有可能在精軋過程中接合部破斷，而不得不停止作業(yè)線生產。另外，薄板坯的接合實際上是用焊接方法進行的，故接合部的組織粗大，也可能成為材質不良或產生表面裂紋的原因。
特開昭57-106403號公報所述的數(shù)塊板坯接合起來的方法中，由于進行接合的板坯厚度較厚，故難以在短時間內完全地進行接合。即使可在短時間內接合，當以大壓下量軋制時，在接合部除了靜水壓成分以外，還作用有拉伸應力，會使接合面剝離。因此，必須減小壓下率，使粗軋效率降低。
特開昭59-92103號公報、特開昭59-85305號公報所述的連鑄板坯直接軋制方法中，由于鑄造速度的限制，存在著使軋制效率降低的問題。鑄造能力(單位時間的重量)雖然可根據(jù)后者的公報使鑄造速度為10 mpm，但實際上從操作方面和質量方面考慮，沒有看到這種高速鑄造成功的報導例子。
連鑄板坯直接軋制方法中，如這些現(xiàn)有技術那樣，由于鑄造速度的限制，粗軋機的初始階段的軋制速度再快也控制在數(shù)m/min左右。若將此速度設定為軋機的軋輥轉速，為1 rpm(1 min-1)左右，成為極低速軋制。結果，由于軋機的軋輥與1200℃左右的高溫材料長時間(數(shù)秒鐘)接觸，故存在產生軋輥表面裂紋和變形或粘輥的問題。因此，小規(guī)模的情況姑且不記，像生產熱軋鋼板那樣大規(guī)模且以高溫材料作為對象的設備，是難以實現(xiàn)的。
將薄板坯卷成卷材的方法應用于一般熱軋薄板廠的情況下，這些薄板坯的卷材估計相當于數(shù)個產品板卷，成為近100 t的巨大的卷材。結果，不可避免地使卷取裝置等卷取設備巨大化，從設備成本、工廠的占地等觀點考慮也是問題。
2．在熱軋鋼帶生產線(熱帶軋機)和連鑄直送軋制鋼帶生產線上，在加熱爐或連鑄機與粗軋機之間設置在厚度方向上對板坯進行鍛壓的厚度鍛壓裝置，利用該厚度鍛壓裝置對熱板坯進行厚度鍛壓，直至達到目標厚度尺寸為止，接著進行粗軋、精軋。這種厚度鍛壓裝置和方法，例如在特開昭61-238401號公報和特開平2-274305號公報中已經揭示。
特開昭61-238401號公報的厚度鍛壓中，由于將板坯進行側向軋制后再進行厚度鍛壓，故具有側向軋制后的板坯在厚度鍛壓時不易產生寬度回升的優(yōu)點。但是，進行這種厚度鍛壓時，對材料的前后端如何進行側向壓下來作特別規(guī)定。使用這樣的厚度鍛壓裝置，如果在對板坯簡單地從前端部到后端部進行側向軋制之后，再從厚度方向進行鍛壓，則如

圖1(b)所示，板坯前端部和后端部變形成喇叭狀，故必須在后道工序將它們切掉，使成材率降低。另外，前者的厚度鍛壓中，即使在厚度鍛壓前進行了側向軋制，若厚度鍛壓時的壓下率高，則不論是否進行側向軋制，厚度鍛壓后正常部都產生寬度變化。并且，該厚度鍛壓不論是否進行側向軋制，前端角部的長度方向斷面產生如圖1(c)所示的重疊(2片重疊)或凸肚。
特開平2-274305號公報的厚度鍛壓雖然對板坯進行側向壓下鍛壓后進行厚度鍛壓，但側向鍛壓、厚度鍛壓的壓下速度要比軋制的壓下速度低得多，故板坯的溫降大，不實用。
另外，現(xiàn)有的熱板坯厚度鍛壓方法如圖2(a)～圖2(d)所示，用金屬模6在厚度方向上進行鍛壓時，以一定的送進量f送進板坯20，再用金屬模6對后續(xù)部分進行厚度鍛壓，然后以一定的送進量f送進板坯，反復進行這樣的動作。金屬模6的鍛壓加工面是由平行部6a和傾斜部6b構成的，一般是1段傾斜。大多使用傾斜角θ為10°～15°(傾斜角θ一般為12°)的金屬模6。用具有這樣的金屬模6的鍛壓裝置對板坯20進行厚度鍛壓時，如圖2(b)所示，在鍛壓過程中板坯20產生向長度方向的前方和后方延伸出來的前滑和后滑。產生了這樣的前滑和后滑的板坯如圖1(b)所示，在非正常部分產生喇叭形的寬幅，在正常部分因斷續(xù)加工而造成波浪形的寬度分布。
現(xiàn)有的厚度鍛壓方法中有這樣的傾向，即若傾斜角θ小，則展寬量大，負荷也大。這種情況下的寬度分布dW(=W′-W)小。使傾斜角增大，可抑制展寬、抑制負荷增加，但產生寬度分布增大的問題，和根據(jù)鍛壓條件，鍛壓時材料產生滑動的問題。
另外，還有這樣的裝置，即使用具有數(shù)個金屬模的串列式厚度鍛壓機，通過分成數(shù)個階段對厚度進行減薄，來進行分散變形的裝置，但裝置復雜且造價高。
還有，現(xiàn)在對板坯厚度進行減薄時，使板坯從水平式軋機的軋輥之間通過，用軋輥進行壓下。但是，用軋輥壓下一次的減薄量小，故設置數(shù)臺水平軋機，或采用在一臺水平軋機上往復移動的可逆式軋制方法。但，采用這種方法，設備規(guī)模大，設置面積大，而且軋制過程中板坯的溫降也大，因此，開發(fā)了用鍛壓裝置將厚度一下子減薄的厚度壓下鍛壓裝置。但是，一下子進行較大的減薄時，所壓下的體積會向板坯的寬度方向展寬，還必須進行寬度方向成形。
特開昭61-235002公報揭示了這樣的裝置，即在厚度壓下鍛壓裝置的下游設置主輥、進行寬度成形的裝置。圖3是表示該裝置的基本構成的圖，設有厚度壓下鍛壓機21和軋邊機22，其中厚度壓下鍛壓機用液壓缸21b對金屬模21a進行壓下，該金屬模是夾著板坯20上下配置的；該軋邊機配置在厚度壓下鍛壓機21的下游側，將帶凸環(huán)軋輥22a垂直配置在板坯20的寬度兩端，在寬度方向上壓下帶凸環(huán)軋輥22a。在該軋邊機22的下游側設置普通的軋機23。按照這樣的設備構成，用厚度壓下鍛壓機對板坯20進行壓下、減薄，然后用軋邊機22修正寬度方向的展寬。通過軋邊機22在寬度方向上進行壓下，寬度端部的厚度產生隆起的狗骨形，故用配置在軋邊機22下游側的軋機23對該狗骨形進行修正。
設有厚度壓下鍛壓裝置的熱軋設備中，由于鍛壓裝置的壓下量比軋機的壓下量大，故板坯等被成形材料隨著厚度壓下而向金屬模的四方流動。特別是寬度端部引人注目，與軋制相比，形成較大的波浪形形狀。在這種狀態(tài)下如果用設在下游側的軋機機組進行軋制，則該波浪形狀進一步增寬，故現(xiàn)在如上述公報所述，在厚度壓下鍛壓裝置的下游配置由主輥構成的軋邊機，對寬度端部的波浪形形狀進行了修正。但是，當厚度壓下鍛壓裝置的壓下量大時，寬度端部產生的波浪形形狀也大，即使提高軋邊機的能力，功能上超過極限而成為不能進行充分修正的狀態(tài)。
3．熱軋鋼板通常是由熱板坯通過軋制等方法進行生產的。近年來，開發(fā)了這樣的技術，即對于熱板坯，使用在材料入口側方向上具有傾斜部的金屬模，對熱板坯進行鍛壓的技術。作為一例，有如厚度鍛壓機那樣從厚度方向進行鍛壓的技術。
圖4表示熱板坯鍛壓所使用的一般金屬模的一部分的側視圖。金屬模由夾著熱板坯、分別上下配置的一對金屬模構成，為了簡便起見，圖4只表示了一側的金屬模。
金屬模6的側面為主加工面，該主加工面由以下部分構成與材料送進方向平行的平行部6a；在入口側相對于材料的前進方向傾斜的傾斜部6b；平行部6a與傾斜部6b之間的過渡區(qū)域6c。這里，上述傾斜部6b相對于上述平行部6a的傾斜角度θ一般為10度～15度。
下面，參照圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)對于用這樣的金屬模鍛壓熱板坯的方法進行說明。該方法是使金屬模與材料長度方向(前進方向)相垂直的方向、即材料的厚度方向的間隙周期性地變化而對材料進行鍛壓的方法。
首先，如圖5(a)所示，將金屬模6配置在與熱板坯20的前進方向相垂直的方向上之后，將熱板坯20送入金屬模6一側(第n次鍛壓前)。然后，如圖5(b)所示，用金屬模6對熱板坯20進行鍛壓(第n次鍛壓中)。接著，如圖5(c)所示，使金屬模6離開熱板坯20之后，將熱板坯20送進規(guī)定量[第(n+1)次鍛壓前]。圖5(b)中，H表示鍛壓前的熱板坯20的厚度，h表示鍛壓后的熱板坯20的厚度。
另外，除了圖5所示的方法以外，還有這樣的方法，即如快速型(flying type)那樣使材料在鍛壓過程中也連續(xù)地在長度方向上移動，為了減小與材料的相對速度，也有使金屬模在長度方向上移動的。
但是，上述的鍛壓方法中，往往在鍛壓時產生滑動，帶來操作上的問題。即，如圖6(A)所示那樣從鍛壓前的狀態(tài)起進行鍛壓時，如圖6(B)所示，產生熱板坯20不被壓下而后退的現(xiàn)象。產生滑動時，由于熱板坯20沒有按規(guī)定的送進量進行加工，故不得不增加鍛壓次數(shù)，使操作效率降低。另外，由于熱板坯20表面上殘留滑動的痕跡，故也成為使產品表面質量降低的原因。
實開平5-5201號公報揭示了這種鍛壓用金屬模，即在與板坯側面接觸的金屬模表面上加工有槽或突起、孔等，使摩擦系數(shù)增加，抑制滑動。但是，采用這種設計時，存在下述問題金屬模的加工費用大，當槽被磨損時，金屬模不能使用，金屬模的更換頻度高。并且，由于金屬表面的槽或突起復制在材料表面上，故特別是從厚度方向進行鍛壓時，存在的問題是易成為產生缺陷的原因。
特開平9-122706號公報揭示了精整壓力機的滑動檢測方法，該精整壓力機是根據(jù)鍛壓負荷和輸送輥的送進量檢測滑動，在產生滑動時修正材料的送進量，以達到規(guī)定的送進量。但是，在采用這種發(fā)明的情況下，在厚度方向上進行鍛壓時，存在不可避免地對材料表面有一些損傷的問題。
現(xiàn)有的厚度鍛壓方法如圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)所示，在送進熱板坯20的同時，使金屬模6與材料長度方向(前進方向)垂直的方向(即材料的厚度方向)的間隙周期性地變化，從熱板坯20的厚度鍛壓至成品的厚度。也有如快速型那樣的方法，即熱板坯20在鍛壓中在長度方向上連續(xù)地移動，為了減小與熱板坯20的相對速度，也有金屬模6在長度方向上移動的。用金屬模6對熱板坯20進行鍛壓時，如圖5(b)所示，熱板坯20分別向長度方向上游端一側(金屬模入口側)和下游端一側(金屬模出口側)延伸出來。將兩瑞部的材料之延伸量分別稱為后滑量RW和前滑量FW。
在現(xiàn)有的方法中，關于精整壓力機，為了降低負荷和使變形均勻，將潤滑劑供給從傾斜部6b至平行部6a的整個金屬模，使金屬模6與熱板坯20之間的摩擦系數(shù)降低而使負荷降低。
但是，現(xiàn)有的方法中，金屬模6與熱板坯20之間產生滑動，不能有效地對材料進行鍛壓。另外，若降低摩擦系數(shù)，還會產生前滑量減小，鍛壓次數(shù)增加而使生產效率降低的問題。
采用上述方法，也可進行材料整個寬度上的厚度變形為0.5以上的大壓下量的厚度鍛壓，但厚度鍛壓時過大的負荷作用在壓延機上。例如，對于將軟鋼板坯從厚度為250 mm(或256 mm)鍛壓至厚度為100 mm的情況，發(fā)明者進行了試算，根據(jù)試算結果，單位寬度(1 mm)的負荷(寬度負荷)約為5噸的過大負荷作用在壓延機上。將該值換算成寬度為1 m的熱壓延板坯時，產生約5000噸的負荷，非常大的負荷作用于鍛壓壓延機上。在這種過大負荷作用下使用時，鍛壓壓延機的故障頻度升高，其使用壽命縮短。
1．本發(fā)明是為了解決上述各種課題而研制成的。即，本發(fā)明的第1個目的在于提供一種不進行薄板坯和板坯的接合、利用可生產長尺薄板坯的厚度鍛壓裝置的熱軋鋼板的生產方法和生產裝置。
為了達到上述第1個目的，本發(fā)明的技術方案1的利用厚度鍛壓裝置的熱軋鋼板的生產裝置是按以下順序配置的將用連鑄設備等鑄造的熱板坯減薄加工成薄板坯的粗加工設備；對用該粗加工設備得到的薄板坯進行軋制、軋成規(guī)定厚度的熱軋鋼帶的精軋機組；對該熱軋鋼帶進行卷取的卷取機，該熱軋鋼板生產裝置的特征在于上述粗加工設備具有鍛壓加工機構，該粗加工設備作為減薄加工機構的至少一部分，具有使用一對具備入口側的傾斜部和出口側的平坦部的金屬模，該熱軋鋼板生產裝置還具有側壓機構，該側壓機構設在上述減薄鍛壓加工機構的上游。
本發(fā)明的技術方案2的利用厚度鍛壓裝置的熱軋鋼板的生產方法是對連鑄后的厚度為H的板坯進行粗加工和精軋加工，冷卻以后進行卷取的方法，其中粗加工的作用是將連鑄板坯減薄加工成薄板坯，精軋加工的作用是對薄板坯進行軋制，軋成規(guī)定厚度的熱軋鋼帶，該熱軋鋼板生產方法的特征在于上述粗加工的至少一部分包含厚度鍛壓加工，該厚度鍛壓加工使用一對具有入口側的傾斜部和出口側的平坦部的金屬模，厚度方向壓下率r為30％以上，在該厚度鍛壓加工之前對材料進行側壓，其壓下量大于用下式決定的側壓量。
側壓壓下量=fn(r,H)本發(fā)明對連鑄板坯進行厚度方向的鍛壓，取代粗軋前段的軋制。從鑄造缺陷等內部缺陷發(fā)生率考慮，這種情況下的厚度方向壓下率r設定為0.3以下。
另外，用圖4所示的、具有入口側的傾斜部6b和出口側的平行部6a的上下一對金屬模6進行厚度鍛壓加工，在金屬模6的入口側設傾斜部6b是為了不使材料表面因金屬模6的端部而產生臺階。與金屬模入口側的傾斜部6b接觸的材料的壓下率r，從平行部6a的0.3以上連續(xù)地變化到非接觸部的零(r=0)，因此，可以防止因產生臺階而導致表面裂紋等損傷。
但是，材料通過厚度鍛壓加工而減薄時，在材料的厚度方向上分布有壓下變形。作為平面變形狀態(tài)的寬度中央部，其壓下變形的分布大，而在寬度方向上也產生變形的、平面變形狀態(tài)下的板端部，其壓下變形的分布小。因此，若以壓下變形分布的最大值評價內部質量的改善效果，板端部的內部質量改善效果小。
因此，在厚度鍛壓加工之前進行側向壓下，使板端部形成稱為狗骨形的厚度隆起，并且在使板端部的厚度增加以后進行厚度鍛壓加工，這樣，使板端部的壓下變形增加，可以獲得與板中央部同等的內部質量改善效果。
本發(fā)明的技術方案3的利用厚度鍛壓裝置的熱軋鋼板的生產方法，其特征在于，用一對在入口側具有傾斜部、在出口側具有平行部的金屬模，對連鑄板坯在厚度方向上以30％以上的壓下率進行厚度鍛壓加工時，板坯前端部與上述金屬模平行部的長度方向上的接觸長度L設定在板坯的入口側厚度的0.2～0.4倍范圍內，對該厚度鍛壓加工后的板坯連續(xù)地進行粗軋，接著進行精軋而成為熱軋鋼板。
本發(fā)明中，對連鑄板坯進行厚度方向的鍛壓，代替粗軋前段的軋制。從鑄造缺陷等內部缺陷的發(fā)生率考慮，將該厚度鍛壓的壓下率設定為30％以上。因此，通過使壓下率為30％以上，可以將內部缺陷發(fā)生率控制在0.01％以下。
但是，厚度鍛壓加工時也與軋輥軋制加工一樣，在材料的端部、特別是在前端部，厚度中央部比表面、底面更向前方突出(產生凸肚28)，或者陷入進去而使端部的外面重合(產生重疊27)。這樣變形的部分必須在粗軋后的薄板坯階段作為切頭而切斷、去掉。特別是如圖16(a)所示，熱板坯20的前端部產生重疊27時，成為出現(xiàn)二片板的原因，故必須將它完全去掉。
本發(fā)明者對熱板坯前端部的變形進行了潛心研究，發(fā)現(xiàn)前端部的變形行為根據(jù)厚度鍛壓加工條件不同而變化。首先，整體性的傾向表明，在金屬模傾斜部6b與板坯前端部接觸的情況下，圖16(a)所示的重疊27的發(fā)生率高，在金屬模平行部6a與板坯前端部接觸的情況下，如圖16(c)所示，往往產生重疊27和凸肚28兩種現(xiàn)象。
另外，本發(fā)明者進行潛心研究的結果表明，不管重疊27的大小(板坯長度方向的長度)、還是凸肚28的大小，都可以用圖15所示的、與金屬模平行部6a接觸的板坯前端部的長度L(以下稱之為“接觸長度L”)進行整理。也就是說，如圖17所示，在接觸長度L較短的區(qū)域易產生重疊27，隨著接觸長度L的增加，其產生頻度和大小減小。與此相反，凸肚28隨著接觸長度L的增加，其產生頻度和大小增加。因此，適當?shù)卦O定接觸長度L，可以將重疊27和凸肚28的產生頻度控制在較低水平。并且，可以將這些非正常變形部分的大小(在軋制線方向上的長度)控制得較小。
本發(fā)明者進行潛心研究的結果表明，板坯前端部的變形除了取決于接觸長度L以外，在很大程度上還取決于熱板坯20的厚度H。本發(fā)明者根據(jù)這些見解，完成了可以用接觸長度L和厚度H推定板坯前端部的變形(重疊27和凸肚28)的大小的本發(fā)明方法。
其結果如圖17所示。圖17中，橫座標表示接觸長度與厚度之比L/H，縱座標表示重疊長度L1和凸肚長度L2，該圖是表示接觸長度L和厚度H對重疊長度L1和凸肚長度L2的影響的調查結果的特性線圖。圖中，白三角形表示產生重疊27，白四方形表示產生凸肚28。圖中的曲線E表示用最小二乘法歸納凸肚28的多發(fā)區(qū)域的特性線，曲線F表示用最小二乘法歸納重疊27的多發(fā)區(qū)域的特性線。
如圖17清楚地所示，若接觸長度L與厚度H的比率L/H減小，則重疊27的尺寸L1加長，反之，若比率L/H增大，則凸肚28的尺寸L2加長。在中間區(qū)域，產生重疊27或凸肚28，這可能是由于材料的溫度分布波動的原因。
根據(jù)圖17，求出在該中間區(qū)域重疊27和凸肚28兩者發(fā)生頻度降低的范圍，比率L/H為0.2以上、0.4以下的范圍。根據(jù)這一點，在本發(fā)明的生產方法中，控制板坯前端部的厚度鍛壓加工，使比率L/H在0.2～0.4范圍內。
比率L/H為零的情況，即板坯20的前端部與金屬模平行部6a不接觸、而與傾斜部6b接觸的情況下，重疊27的發(fā)生頻度高。在實際操作時，當板坯前端部與金屬模的傾斜部接觸時，也與軋輥軋制加工時的咬入不良一樣，熱板坯20產生滑動，不能順利地進行鍛壓作業(yè)，故不希望出現(xiàn)這種情況。因此，從操作性能考慮，如本發(fā)明方法那樣將L/H設定在0.2～0.4范圍內，這可以得到理想的結果。
在本發(fā)明中，由于用鍛壓條件可控制板坯前端部的變形，故從粗軋開始可得到良好的形狀。一般，軋制后板坯前端部的形狀因板坯溫度分布的不同而有很大變化，在板坯的角部處于過熱狀態(tài)的情況下，產生重疊27，與此相反，在板坯的表面溫度降低的情況下，產生凸肚是不可避免的。于是，在本發(fā)明中，在板坯20的角部處于過熱狀態(tài)的情況下，將接觸長度L設定得長一些，以抑制重疊27的發(fā)生，并可將重疊尺寸L1控制得小些，另外，在板坯20的表面溫度降低了的情況下，將接觸長度L設定得短一些，以抑制凸肚28的發(fā)生，并可將該凸肚尺寸L2控制得小些。
本發(fā)明的技術方案4的利用厚度鍛壓裝置的熱軋鋼板生產方法，其特征在于，用一對具有入口側的傾斜部和出口側的平坦部的金屬模對連鑄出來的板坯在厚度方向上以0.5以上的壓下率進行鍛壓加工，使這時的鍛壓加工條件在都滿足下述不等式的范圍內，下述不等式用上述金屬模的傾斜部與材料在長度方向上的接觸長度L、送進量f、加工前的板坯寬度W、用金屬模的平行部加工的體積V、出口側厚度h及壓下變形ε表示，對鍛壓加工后的板坯連續(xù)地進行粗軋，接著進行精軋而成為熱軋鋼板。
εL/W＜A(1)Vε/(Wfh)＜B(2)式中，A、B是常數(shù)。
該發(fā)明對連鑄出來的板坯在厚度方向上進行鍛壓，代替粗軋前段的軋制。這種情況下的壓下率，從鑄造缺陷等內部缺陷的發(fā)生率考慮而設為0.5以上。如后面所述，為了得到高的質量，內部缺陷的發(fā)生率最好設為0.001％。在本發(fā)明中，通過將壓下率設為0.5以上，可將內部缺陷的發(fā)生率控制在0.001％以下。
另外，用一對具有入口側的傾斜部和出口側的平坦部的金屬模進行鍛壓加工，在金屬模的入口側設傾斜部是為了不會因金屬模的端部而在材料上產生臺階。與金屬模入口側的傾斜部接觸的部分的壓下率，從平坦部的0.5以上連續(xù)地變化到非接觸部的零，因此，可以防止因產生臺階而導致表面裂紋等損傷。
然而，由于通過鍛壓加工會使材料的寬度增加，故希望盡量控制其增加量。對影響寬度增加量的主要原因進行了銳意研究，結果查明了材料與金屬模的傾斜部相接觸的部分的縱橫比、即長度方向的接觸長度L與寬度W(加工前的值)之比L/W的影響大。由后面所述可知，寬度的增加量基本可以用該比L/W和壓下變形ε的乘積進行整理。結果，為將寬度的增加量控制在規(guī)定值內，將該值εL/W設為一定值A以下即可。將此用公式表示的話，如上述(1)式所示。
當沿著長度方向看寬度時，發(fā)現(xiàn)根據(jù)與金屬模接觸的位置的不同，寬度有一些變動。調查研究了影響該寬度變動的主要因素，發(fā)現(xiàn)與金屬模平坦部的加工狀況有關。由結果可知，寬度的變動與僅由平坦部產生的壓下變形和整體的壓下變形成正比。
僅由平坦部產生的加工變形，可以用通過平坦部加工的部分的加工量與加工后的厚度h之比進行估算。該加工量用通過平坦部加工的部分的體積V與其面積之比作為平均值來表示。由于通過平坦部加工的部分的面積為寬度W和送進量f的乘積，故通過平坦部加工的部分的加工量表示為V/(Wf)。
這樣，僅由平坦部產生的加工變形為V/(Wf)/h、或V/(Wfh)。由后面所述可知，寬度的變動量大體上可以用該比值V/(Wfh)和壓下變形ε的乘積Vε/(Wfh)進行整理。結果，為將寬度的變動量控制在規(guī)定值內，將該值Vε/(Wfh)設為一定值B以下即可。將此用公式表示，如上述(3)式所示。
2．本發(fā)明的第2個目的是提供這樣的厚度鍛壓裝置和方法，即(1)可有效地防止前后端部產生喇叭形，可防止正常部寬度分布，可有效地防止材料前端角部的重疊(2片重疊)，(2)即使以高壓下量對材料進行鍛壓時，也可將寬度分布控制在最小限度內，可抑制鍛壓時的負荷增大，(3)即使進行厚度壓下較大的鍛壓，也可修正板坯寬度方向的寬度。
對圖1(a)所示的板坯20進行厚度鍛壓時，由于一段一段地壓下而斷續(xù)地進行加工，故如圖1(b)所示，板坯前后端部20a分別變形成喇叭形。并且，板坯前端部的長度方向斷面的寬度中央部如圖1(c)所示，根據(jù)鍛壓條件不同而產生凸肚或重疊(2片重疊)。通過調整鍛壓條件，可以在一定程度上防止這些變形的產生，但前后端的角部不管是什么樣的鍛壓條件，如圖1(c)右側的圖所示，也成為重疊狀態(tài)，必須在后工序切斷、去掉。
于是，本發(fā)明者對非正常部的變形發(fā)生機理進行了銳意研究，結果完成了下述的本發(fā)明。
即，為了達到第二個目的，本發(fā)明的技術方案5的厚度鍛壓方法，對于大致呈矩形的材料，用具有至少由入口側的傾斜部和與其連接的平行部構成的主加工面的金屬模在厚度方向上對上述大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓之前，首先在寬度方向上對上述大致呈矩形的材料進行壓下而調整寬度，該厚度鍛壓方法的特征是，對上述大致呈矩形的材料的前端部和后端部之中的至少一方進行預成形。
根據(jù)本發(fā)明的技術方案6，在這種情況下，用下式對通過厚度鍛壓、材料前端部和后端部之中的至少一方產生的非一定寬度變化量ΔW和非一定長度ΔL進行預測，根據(jù)該預測，對大致呈矩形材料的前端部進行預成形即可。
ΔWH=f1(W,ε,Ldt),ΔWT=f2(W,ε,Ldt)ΔLH=g1(W,h,Ldt),ΔLT=g2(W,H,Ldt)式中的符號分別表示如下ΔWH通過厚度鍛壓，矩形材料前進方向的前端部上產生的預測非一定寬度變化量；ΔWT通過厚度鍛壓，在矩形材料前進方向的后端部上產生的預測非一定寬度變化量；ΔLH通過厚度鍛壓，在矩形材料前進方向的前端部上產生的預測非一定長度；ΔLT通過厚度鍛壓，在矩形材料前進方向的后端部上產生的預測非一定長度；H在鍛壓入口側的大致呈矩形的材料的厚度；h在鍛壓出口側的大致呈矩形的材料的厚度；ε[=log(H/h)]厚度變形；Ldt材料與鍛壓金屬模的長度方向接觸長度；W大致呈矩形的材料的寬度。
根據(jù)技術方案7，也可以進行這樣的預成形，即預先在大致呈矩形材料的正常部進行寬度分布的預成形。
根據(jù)技術方案8，也可以進行這樣的預成形，即用下式對通過厚度鍛壓而產生的正常部寬度分布量dW及其間距dL進行預測，根據(jù)該預測，在大致呈矩形材料正常部進行寬度分布。公式為dW=F(V,W,h,f,ε),dL=G(H,h,f)，式中，H鍛壓入口側的大致呈矩形材料的厚度；h鍛壓出口側的大致呈矩形材料的厚度；ε[=log(H/h)]厚度變形；W大致呈矩形材料的寬度；f厚度鍛壓時的大致呈矩形材料的送進量；V金屬模平行部的壓下體積。
根據(jù)技術方案9，也可以對上述大致呈矩形材料的前端部和后端部分別進行預成形，并且還可進行這樣的預成形，即預先在大致呈矩形材料的正常部分進行寬度分布的預成形。
根據(jù)技術方案10，也可以用下式對通過厚度鍛壓、在大致呈矩形材料的前端部和后端部之中的至少一方產生的非一定寬度變化量ΔW和非一定長度ΔL、及正常部的寬度分布dW及其間距dL進行預測，根據(jù)該預測，分別對大致呈矩形材料的前端部和后端部進行預成形，并且還可進行這樣的預成形，即在大致呈矩形材料正常部進行寬度分布的預成形。
ΔWH=f1(W,ε,Ldt),ΔWT=f2(W,ε,Ldt)ΔLH=g1(W,h,Ldt),ΔLT=g2(W,H,Ldt)dW=F(V,W,h,f,ε)dL=G(H,h,f)式中，ΔWH通過厚度鍛壓，在矩形材料前進方向的前端部產生的預測非一定寬度變化量；ΔWT通過厚度鍛壓，在矩形材料前進方向的后端部產生的預測非一定寬度變化量；ΔLH通過厚度鍛壓，在矩形材料前進方向的前端部產生的預測非一定長度；H在鍛壓入口側的大致呈矩形材料的厚度；h在鍛壓出口側的大致呈矩形材料的厚度；ε[=log(H/h)]厚度變形；W大致呈矩形材料的寬度；f厚度鍛壓時的大致呈矩形材料的送進量；V金屬模平行部的壓下體積；Ldt大致呈矩形材料與鍛壓金屬模在長度方向上的接觸長度；H材料入口側厚度；h材料出口側厚度。
根據(jù)技術方案11、技術方案12，可以用在加工中可變更開度的立輥軋機進行上述的寬度調整，在這種情況下，最好使用帶孔型的軋輥。
根據(jù)技術方案13，可以用可與厚度鍛壓裝置串列配置的側向鍛壓裝置來進行上述的寬度調整，在這種情況下，可以連續(xù)地對厚度和寬度進行成形。
本發(fā)明技術方案14的厚度鍛壓裝置的特征在于，該裝置包括下述部分具有主加工面的金屬模，該主加工面相對于大致呈矩形的材料，至少由入口側的傾斜部和與其連接的平行部構成；將大致呈矩形材料向該金屬模送進的機構；在大致呈矩形材料的厚度方向上使上述金屬模壓下驅動的厚度鍛壓裝置；在加工中可變更開度的立輥軋機，該立輥軋機設在比厚度鍛壓裝置更靠軋制線的上游側。
本發(fā)明技術方案15的厚度鍛壓裝置的特征在于，該裝置包括以下部分具有主加工面的金屬模，該主加工面對于大致呈矩形的材料，至少由入口側的傾斜部和與其連接的平行部構成；將大致呈矩形材料向該金屬模送進的機構；在大致呈矩形材料的厚度方向上使上述金屬模壓下驅動的厚度鍛壓裝置；側向鍛壓裝置，該裝置設在比厚度鍛壓裝置更靠軋制線上游側，配置在可與該厚度鍛壓裝置串列的位置上。
本發(fā)明的技術方案16的厚度鍛壓方法，是將大致呈矩形的熱板坯邊在長度方向上逐漸送進、邊對其厚度進行鍛壓、減薄，該方法的特征是包括主加工工序和輔助加工工序，其中主加工工序是通過具有主加工面的金屬模，將熱板坯從鍛壓前的厚度H減薄至鍛壓后的厚度h，該主加工面至少由入口側傾斜部和平行部構成；輔助加工工序是在上述主加工工序之前，對用具有上述主加工面的金屬模的、位于傾斜部與平行部的交界處的過渡部要進行鍛壓的部位及其附近部位，在厚度方向上進行減薄鍛壓。
根據(jù)技術方案17，在上述輔助加工工序中，材料的送進量為f，鍛壓時的材料后滑量為BW的情況下，最好在離要用過渡部鍛壓的部位一段距離的上游側部位，在厚度方向上進行鍛壓，這一段距離由下式決定。
(0.9～1.1)×f+(f-BW)×n式中，n是正整數(shù)。
根據(jù)技術方案18，在上述輔助加工工序中，當材料的送進量為f的情況下，減薄鍛壓的部位是位于離過渡部(0.9～1.1)×f距離的上游側的部位，最好輔助加工和主加工交替地進行。
根據(jù)技術方案19，在輔助加工的壓下量與主加工的壓下量之比為r的情況下，最好將上述輔助加工的壓下量設為(H-h)×r(r≥0.025)以上。
根據(jù)技術方案20，在輔助加工的壓下量與主加工的壓下量之比為r的情況下，最好從主加工的壓下量大于(H-h)×(1-r)時刻起開始進行上述輔助加工。根據(jù)技術方案21，上述主加工和輔助加工用同一金屬模、同時進行。這樣，可以減少金屬模數(shù)量。
為了達到上述第2個目的，技術方案22的發(fā)明中，通過厚度壓下鍛壓裝置對板坯進行厚度壓下，厚度壓下鍛壓裝置打開后，通過側向壓下鍛壓裝置進行側壓。
通過厚度壓下鍛壓裝置對板坯進行減薄，然后通過側向壓下鍛壓裝置對板坯的寬度方向進行壓下。由于側向壓下鍛壓裝置可以增大壓下能力，故即使寬度方向的波形的展寬變形大，也可以進行修正。在不通過厚度壓下鍛壓裝置進行壓下時，使側向壓下鍛壓裝置動作，這樣，可以將兩個鍛壓裝置的動力源的容量設為容量較大的厚度壓下鍛壓裝置的容量。
技術方案23的發(fā)明包括下述裝置對板坯進行厚度壓下的厚度壓下鍛壓裝置；設在該厚度壓下鍛壓裝置的下游側、對板坯的寬度進行壓下的側向壓下鍛壓裝置；打開厚度壓下鍛壓裝置時使側向壓下鍛壓裝置動作的控制裝置。
首先，用厚度壓下鍛壓裝置對板坯進行壓下、減薄。通過該厚度壓下，板坯體積向四方流動，在寬度方向上產生波浪形的展寬變形。用厚度壓下鍛壓裝置對其進行壓下，以使其成為直線狀且成為規(guī)定的寬度?？刂蒲b置使厚度壓下鍛壓裝置和側向壓下鍛壓裝置交替地動作，使兩個鍛壓裝置不同時動作，以減小兩個鍛壓裝置的動力源的容量。
技術方案24的發(fā)明中，在上述側向壓下鍛壓裝置的下游側設置寬度檢測器，用于對板坯寬度進行檢測，上述寬度控制裝置調整側向壓下鍛壓裝置的開度，以使寬度檢測器的檢測值為規(guī)定值。
控制裝置對表示側向壓下鍛壓裝置的金屬模之間的間距的開度進行設定，對側向壓下鍛壓裝置進行控制，根據(jù)側向壓下后的板坯寬度的檢測值不斷地修正該設定值，并進行控制，以達到規(guī)定板坯寬度。板坯的寬度比壓下后的金屬模的間距要脹大一點。該脹大量根據(jù)板坯的溫度和材質、板坯厚度鍛壓之前的板坯寬度以及厚度壓下量等的不同而變化，因此，根據(jù)這些條件和板坯寬度檢測值來預測能達到規(guī)定的板坯寬度的開度，并向側向壓下鍛壓裝置下指令。進行該預測時，采用具有學習演算功能的控制裝置，該學習演算功能是學習迄今為止的預測與檢測值的關系而進行預測。
3．本發(fā)明的第3個目的在于提供這樣一種厚度鍛壓方法，這種方法是(1)將熱板坯與金屬模的開始接觸面作為傾斜部與平行部之間的過渡區(qū)域及平行部的一部分進行鍛壓，這樣，不需進行特別的金屬模加工，可避免鍛壓時產生滑動，(2)在厚度鍛壓等的、使用具有由入口側傾斜部和大致平行部構成的主加工面的金屬模的熱板坯鍛壓時，可確保所希望的前滑量FW，同時可降低金屬模與材料之間的滑動發(fā)生頻度，并且可以降低作用在鍛壓壓延機上的負荷。
為達到上述第3個目的，技術方案25的本發(fā)明是用具有主加工面的金屬模對上述熱板坯進行鍛壓的方法，該主加工面由相對于熱板坯前進方向而向入口側方向傾斜的傾斜部和與該傾斜部連接、與上述前進方向平行的平行部構成，該熱板坯生產方法的特征在于，金屬模與上述熱板坯開始接觸的面是上述傾斜部與平行部之間的過渡區(qū)域和上述平行部的一部分。
技術方案26的本發(fā)明中，最好在上述金屬模的主加工面中的至少與熱板坯相接觸的接觸面上涂敷潤滑劑。
這是根據(jù)從金屬模的平行部開始接觸的情況下，為了既可使摩擦系數(shù)降低又不產生滑動，通過使用潤滑劑來降低負荷是非常有效的。這里，潤滑劑例如是石墨和二硫化鉬、將石墨等固體潤滑劑與礦物油(潤滑脂)混合而成的潤滑劑、單純的礦物油等，只要是具有使摩擦系數(shù)降低的作用的熱潤滑劑，不管哪一種都可以。涂敷潤滑劑的部位如上所述，涂在金屬模的主加工面中的至少與熱板坯接觸的面上即可，也可以在金屬模的長度方向和(或)寬度方向的一部分上、或全部涂上。另外，由于金屬模表面會復制在材料上，成為產生缺陷的原因，故最好不要采用對金屬模表面上加工槽等使摩擦系數(shù)變化的方法。
作為潤滑劑的涂敷方法，例如金屬模的傾斜部上的涂敷是這樣進行的，即對材料進行鍛壓后加大金屬模的間距，為進行下一次的鍛壓而使材料移動(送進)規(guī)定量時，用噴嘴從材料入口側方向向金屬模的傾斜部噴射潤滑劑。對金屬模平行部的涂敷則是從材料出口側方向同樣地進行涂敷。同樣，通過從金屬模寬度方向的端部噴射潤滑劑，便可將潤滑劑涂敷在金屬模的傾斜部、平行部兩方上。
在本發(fā)明中，由于經過鍛壓的材料向入口、出口側方向延伸，故金屬模平行部的長度最好大于鍛壓時的送進量。本發(fā)明在從熱板坯前端起、經過正常部直至后端的鍛壓過程中，特別是用于正常部時，可防止滑動，是有效的。
本發(fā)明的技術方案27的厚度鍛壓方法，其特征在于，用至少具有由入口側傾斜部和平行部構成的主加工面的金屬模對熱板坯進行鍛壓時，潤滑劑只供給金屬模的平行部，使熱板坯與金屬模之間的摩擦系數(shù)降低。
對熱板坯20進行厚度鍛壓時，若前滑量FW大，則鍛壓次數(shù)減少，更加有效。該前滑量FW在很大程度上取決于金屬模6與熱板坯20之間的摩擦系數(shù)。在本發(fā)明中，由于潤滑劑只供給金屬模平行部6a，故在傾斜部6b上產生必要的摩擦力，熱板坯20不產生滑動，使前滑量FW增大。
本發(fā)明的其它目的及有利的特征，從參照附圖的以下說明中可以明白。
圖1(a)是表示鍛壓前的熱板坯的俯視圖，圖1(b)是表示鍛壓后的熱板坯概要的俯視圖，圖1(c)是放大表示鍛壓后的熱板坯端部的俯視圖。
圖2(a)、圖2(b)、圖2(c)、圖2(d)是為說明現(xiàn)有的厚度鍛壓方法而表示板坯和金屬模的圖。
圖3是表示現(xiàn)有的板坯成形裝置構成的圖。
圖4是熱板坯鍛壓所使用的普通金屬模形狀的俯視圖。
圖5是按工序順序表示現(xiàn)有技術的鍛壓方法之圖，圖5(a)是表示第n次鍛壓前狀態(tài)的金屬模和板坯的模式圖，圖5(b)是表示第n次鍛壓中狀態(tài)的金屬模和板坯的模式圖，圖5(c)是表示第(n+1)次鍛壓前狀態(tài)的金屬模和板坯的模式圖。
圖6是現(xiàn)有鍛壓方法產生滑動的說明圖。
圖7(a)是表示第n次鍛壓后的板坯之斷面圖，圖7(b)是表示第n+1次鍛壓后的板坯的斷面圖。
圖8是2段傾斜的金屬模的俯視圖。
圖9是本發(fā)明實施例1的用厚度鍛壓裝置的熱軋鋼板生產裝置概要的圖。
圖10是表示鍛壓壓下率r(％)與內部缺陷發(fā)生率(％)的關系的特性線圖。
圖11是表示厚度鍛壓加工時產生的材料的壓下變形[=1n(H/h)]與厚度方向最大塑性變形的關系的特性線圖。
圖12是分別表示通過側向軋制使寬度方向端部的厚度增大而導致厚度鍛壓時壓下變形增加的增加量結果的特性圖。
圖13是表示本發(fā)明效果的圖。
圖14是表示本發(fā)明實施例2的使用厚度鍛壓裝置的熱軋鋼板的生產方法所用設備的概要之圖。
圖15是為了對金屬模與材料(板坯)接觸的接觸長度L進行定義的模式圖。
圖16(a)是表示通過鍛壓加工、板坯端部產生重疊現(xiàn)象的模式圖，圖16(b)是表示通過鍛壓加工、板坯端部產生凸肚現(xiàn)象的模式圖，圖16(c)是表示通過鍛壓加工、板坯端部同時產生重疊和凸肚現(xiàn)象的模式圖。
圖17是表示與金屬模的平行部接觸的板坯前端部的長度與前端部形狀之關系的特性線圖。
圖18是表示本發(fā)明實施例3的、材料與金屬模接觸的部分的尺寸的定義之圖。
圖19是表示鍛壓前后的寬度變化的符號的定義之圖。
圖20是表示鍛壓加工條件與板寬增加量的關系之圖。
圖21是表示鍛壓加工條件與板寬變動量的關系之圖。
圖22是表示厚度鍛壓生產線的實施例4的概略構成圖。
圖23是表示厚度鍛壓生產線的實施例5的概略構成圖。
圖24是表示非正常部的展寬量分布的特性線圖。
圖25是表示非正常部的變形長度分布的特性線圖。
圖26(a)是預成形前的板坯前端部的俯視圖，圖26(b)是預成形后的板坯前端部的俯視圖，圖26(c)是厚度鍛壓后的有預成形的板坯前端部的俯視圖，圖26(d)是厚度鍛壓后的無預成形的板坯前端部的俯視圖。
圖27是表示側壓軋輥和熱板坯的軸測圖。
圖28是表示用軋輥進行側壓下后的板坯端面的斷面圖。
圖29是表示其它的側壓軋輥和熱板坯的軸測圖。
圖30是表示用其它的軋輥進行側壓下后的板坯端面的斷面圖。
圖31是從板寬方向看金屬模表示的圖。
圖32是從板寬方向看其它金屬模表示的圖。
圖33是從軋制線方向看金屬模表示的圖。
圖34是表示壓下率與正常部分寬度分布量的關系的特性線圖。
圖35(a)是寬度成形前的板坯的俯視圖，圖35(b)是寬度成形后的板坯的俯視圖，圖35(c)是厚度鍛壓后的、具有寬度成形的板坯的俯視圖，圖35(d)是厚度鍛壓后的、無寬度成形的板坯的俯視圖。
圖36是表示對鍛壓后的熱板坯的寬度分布量測定的結果的特性線圖。
圖37是為了對厚度鍛壓用的金屬模與材料的接觸長度進行定義的放大模式圖。
圖38是說明本發(fā)明的作用效果用的特性線圖。
圖39是說明本發(fā)明的作用效果用的特性線圖。
圖40是說明本發(fā)明的作用效果用的特性線圖。
圖41是說明本發(fā)明的作用效果用的特性線圖。
圖42是說明本發(fā)明的作用效果用的圖。
圖43(a)是表示第n次主加工中的板坯和金屬模的圖，圖43(b)是表示第n次主加工完畢時的板坯和金屬模的圖，圖43(c)是表示第n次輔助加工中的板坯和金屬模的圖，圖43(d)是表示第n次輔助加工完畢時的板坯和金屬模的圖，圖43(e)是表示第n+1次主加工前的板坯和金屬模的圖。
圖44是表示輔助加工用的金屬模的斷面圖。
圖45是說明本發(fā)明的作用效果用的特性線圖。
圖46是對同時進行主加工和輔助加工的金屬模(其它實施例)的斷面夸張地表示的模式圖。
圖47是對角度變更部進行倒角或R加工后的主加工用的金屬模的斷面夸張地表示的模式圖。
圖48是表示比較例的金屬模(A型二段斜度型)的斷面圖。
圖49是表示比較例的金屬模(B型二段斜度型)的斷面圖。
圖50是表示比較例的金屬模(C型三段斜度型)的斷面圖。
圖51是說明本發(fā)明的作用效果用的特性線圖。
圖52是說明本發(fā)明的作用效果用的特性線圖。
圖53是說明本發(fā)明的作用效果用的特性線圖。
圖54是說明本發(fā)明的作用效果用的圖。
圖55是本發(fā)明的實施例8的構成圖。
圖56是表示實施例8的控制裝置之動作的順序圖。
圖57是金屬模的傾斜部與材料開始接觸時的說明圖。
圖58是本發(fā)明的鍛壓方法的說明圖。
圖59是表示金屬模的傾斜角與送進量和壓下量的關系的特性圖。
圖60是為了說明本發(fā)明實施例的厚度鍛壓方法，示意性地表示被軋制材、金屬模、潤滑劑供給噴嘴的關系的概略構成圖。
圖61(a)是比較并表示只對金屬模的傾斜部供給潤滑劑的場合(比較例的方法)和無潤滑的場合下鍛壓時的表面壓力分布的特性線圖，圖61(b)是比較并表示只對金屬模的平行部供給潤滑劑的場合(本發(fā)明方法)和無潤滑的場合下鍛壓時的表面壓力分布的特性線圖，圖61(c)是比較并表示對金屬模的整個面供給潤滑劑的場合(現(xiàn)有方法)和無潤滑的場合下鍛壓時的表面壓力分布的特性線圖，圖61(d)是示意性表示金屬模的斷面之圖。
以下，參照附圖，對本發(fā)明的理想實施例進行說明。
(實施例1)圖9是本發(fā)明實施例1的、用厚度鍛壓裝置的熱軋鋼板的生產裝置之示意圖。用連鑄機1連鑄的板坯20由加熱裝置13加熱到目標溫度區(qū)域，用側壓裝置9進行側向壓下軋制，在粗加工設備2內進行厚度鍛壓加工，再用粗軋機7進行粗軋，成為薄板坯20A。長尺的薄板坯20A通過保溫裝置11和加熱裝置12調整溫度后，導入精軋機3，精軋到目標厚度，成為鋼帶。鋼帶經過剪切機4、最終用卷取機5a、5b卷取。
側壓裝置9是由從寬度方向對板坯20進行軋制的左右一對軋邊輥、或從寬度方向對板坯20進行鍛壓的左右一對精整鍛壓機構成。
粗加工設備2包括具有一對上下金屬模6的厚度鍛壓裝置、保溫裝置10及粗軋機7。長尺的連鑄板坯20用金屬模6在厚度方向上進行鍛壓，用保溫裝置10按規(guī)定溫度進行保溫，同時用粗軋機7進行粗軋。另外，板厚方向的鍛壓加工是邊接規(guī)定的送進量f間斷地送進熱板坯20、邊反復進行的。
圖10的橫座標為鍛壓壓下率(厚度鍛壓裝置壓下率r)(％)，縱座標為內部缺陷發(fā)生率(％)，該圖是表示在各種條件下調查兩者的關系的結果的特性線圖。材料采用厚度為100 mm和200 mm的連鑄板坯。對于厚度為100 mm的板坯，采用將軋制壓下率分別改變?yōu)?0％、20％的產品和鑄造狀態(tài)的產品。內部缺陷發(fā)生率通過通常的金屬組織檢查(低倍腐蝕法)來進行。在圖中，曲線A表示連鑄狀態(tài)的厚度為100 mm板坯的結果，曲線B表示連鑄狀態(tài)的厚度為200 mm板坯的結果，曲線C表示以壓下率10％軋制的厚度為100 mm板坯的結果，曲線D表示以壓下率20％軋制的厚度為100 mm板坯的結果。由圖中清楚地表明，其中的任一種材料，當壓下率為30％以上時，內部缺陷發(fā)生率都低于允許值即0.01％。
圖11的橫座標為厚度鍛壓加工時產生的材料的壓下變形[=1n(H/h)]，縱座標為厚度方向最大塑性變形，該圖是表示對長尺材料的寬度中央部和寬度方向端部調查兩者的關系的結果之特性線圖。由圖中清楚地表明，厚度方向鍛壓加工的壓下率r為30％時，在厚度中央部是相當于壓下率30％的壓下變形(約0.357)，厚度方向最大變形為0.68左右，而為使寬度方向端部達到同等的厚度方向最大變形，必須使寬度方向端部的壓下變形增大0.1左右。
圖12的橫座標表示對厚度為H的板坯進行側向壓下軋制時的側向壓下量dW與板坯厚度H之比dW/H值，縱座標表示寬度方向端部的變形增加量，該圖是分別表示進行側向軋制時寬度方向端部的厚度增加，厚度鍛壓加工時的壓下變形增加的量之特性圖。圖中，白圓圈表示板坯厚度H為250 mm的結果，白三角形表示板坯厚度H為300 mm的結果，白四方形表示板坯厚度H為200 mm的結果。由圖中可清楚地看出，壓下變形增加量與側向壓下量基本上成正比。根據(jù)這兩者的關系，為使寬度方向端部的壓下變形增加0.1，必須使側向壓下量為板坯厚度H的1/4以上。兩者的這種正比關系，在精整鍛壓裝置上也同樣如此。
另外，如果壓下變形為0.45(相當于壓下率36％)，則即使不增加側壓變形，通過厚度鍛壓加工，也可以進行可充分改善內部質量的厚度壓下變形。
因此，對于厚度方向鍛壓壓下率r(r＞0.3)，若用簡單的公式表示所需的側向壓下量，則例如如下式(3)所示。
側向壓下量=max[(H/4)×(0.36-r)/0.06,0]……(3)從側壓裝置9到厚度鍛壓裝置的金屬模為止的距離比板坯的長度長，在不同時進行側壓和厚度鍛壓的情況下，從材料的溫降和生產率兩方面考慮，最好采用處理速度快的側向壓下軋制。
另外，在同時進行側壓和厚度鍛壓的情況下，可以采用側向壓下軋制，也可以采用精整鍛壓加工。
圖13分別表示側向軋制量(mm)、在板坯寬度中央部的厚度鍛壓加工壓下率(％)、板坯寬度中央部的內部質量缺陷的評價、板坯寬度方向端部的內部質量缺陷的評價，是通過對本發(fā)明的各種實施例和比較例進行比較而表示本發(fā)明的效果的圖。對于厚度H為250 mm的過鑄板坯，將側向軋制量在0～70 mm范圍內作各種變化而進行側向壓下后，對壓下率在20％～36％范圍內作各種變化而進行厚度鍛壓后的材料的各部位的內部材質缺陷發(fā)生率進行了調查。該調查結果的評價在圖中用符號○×表示。符號○表示無缺陷，故是合格的，符號×表示有缺陷，故是不合格的。樣品編號3、6、7、8(實施例)的寬度中央部和寬度方向端部都合格。樣品編號1(比較例)的寬度中央部和寬度方向端部都不合格，樣品編號2、4、5(比較例)的寬度方向端部都不合格。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，連鑄后的板坯在進行厚度鍛壓加工之前，用厚度鍛壓壓下率r和板坯厚度H的函數(shù)f(r、H)求出的量以上的側壓量進行側壓，使板端部的壓下變形比板中央部大，可以彌補板端部與板中央部因變形狀態(tài)不同而造成的最大壓下變形之差，故可以減少整個寬度方向上內部缺陷的發(fā)生率。這樣，對減少了內部缺陷發(fā)生率的板坯在厚度方向上進行鍛壓加工，接著，連續(xù)地進行軋制而軋成薄板坯，于是，可以不對薄板坯或板坯進行接合而得到長尺的薄板坯。
(實施例2)圖14是表示本發(fā)明實施例2的、用厚度鍛壓裝置的熱軋鋼板的生產方法中所用的設備的概要之圖。連鑄機1連鑄出的板坯20用加熱裝置13加熱到目標溫度區(qū)域，經過保溫裝置19后，在粗加工設備2內進行厚度鍛壓加工，再用粗軋機7進行粗軋而成為薄板坯20A。薄板坯20A用保溫裝置11和加熱裝置12調整溫度后導入精軋機3，精軋到目標厚度而成為鋼帶。鋼帶經過剪切機4后最終用卷取機5a、5b卷取。
粗加工設備2包括具有一對上下金屬模6的厚度鍛壓裝置、保溫裝置10及粗軋機7。長尺的連鑄板坯20用金屬模6在厚度方向上進行鍛壓，用保溫裝置10按規(guī)定溫度保溫，同時用粗軋機7進行粗軋。另外，厚度方向的鍛壓加工是邊按規(guī)定的送進量f間斷地送進熱板坯20、邊反復進行的。這里，板坯送進量f根據(jù)后述的條件來決定。
上述的圖10清楚地表明，任一種材料，當壓下率為30％以上時，內部缺陷發(fā)生率都低于允許值即0.01％。
下面，參照圖15，對材料和金屬模相互接觸的部分的長度(接觸長度L)進行定義。
將厚度為H的板坯20的前端部插入一對上下金屬模6之間。這時，控制板坯20的送進量f，以使從板坯前端部的角部C起僅與金屬模平行部6a接觸一段接觸長度L。該板坯送進量f的控制是通過未圖示的控制裝置進行控制的。這樣，只有板坯前端部的接觸長度L被金屬模平行部6a鍛壓，可以抑制重疊27和凸肚28的產生，并且這些非正常變形部分的長度L1、L2最小。
圖16(a)是表示因鍛壓加工板坯端部上產生的重疊的模式圖，圖16(b)是表示因鍛壓加工板坯端部上產生的凸肚的模式圖，圖16(c)是表示因鍛壓加工板坯端部上同時產生的重疊和凸肚的模式圖。產生重疊27時，如圖16(a)所示，板坯前端部的角部C成為最前端部，而產生凸肚28時以及產生重疊27和凸肚28時，如圖16(b)、圖16(c)所示，板坯前端部向軋制線(pass line)前方擴張，故結果是角部C不成為板坯最前端部。
這里，為了定量地評價板坯前端部的斷面形狀，對重疊27和凸肚28的尺寸進行定義。在此，在任何情況下，都是以上述板坯前端角部C作為起點進行測定。在產生重疊27的情況下，測定朝向板坯20內側重疊的部分的長度L1，產生凸肚28的情況下測定朝向板坯外側突出的部分的長度L2。在產生重疊27和凸肚28的情況下，測定長度L1和L2。
板坯前端的角部C處于過熱狀態(tài)的情況下，易產生重疊27，故將接觸長度L設定得長一些，抑制重疊27的產生，并減小重疊尺寸L1。另外，在板坯的表面溫度降低了的情況下，易產生凸肚28，故將接觸長度L設定得短一些，抑制凸肚28的產生，并減小該凸肚尺寸L2。
根據(jù)上述實施例，可大幅度降低切頭損失，使產品成材率大大提高。
上述的本發(fā)明通過對連鑄的板坯在厚度方向上進行鍛壓加工，接著連續(xù)地進行軋制而成為薄板坯，這樣，不對薄板坯或板坯進行接合，便可得到長尺的薄板坯。進行鍛壓加工時，與軋制相比，可增大壓下率，故可減少內部缺陷的發(fā)生率。
另外，在進行厚度鍛壓加工時，適當?shù)卦O定金屬模與材料的接觸部分的尺寸，便可減少因板坯前端部的變形而產生的形狀不良部分，故可在后續(xù)的薄板坯階段提高切頭的收得率。
(實施例3)上述的圖14的裝置是利用將連鑄設備和熱軋工序直接連接起來的直送軋制技術，連鑄出相當于數(shù)個熱軋鋼帶帶卷量、且最大相當于1爐轉爐鋼水量的長度的板坯，可進行直送軋制(但，一部分進行軋制以外的加工)的設備，該裝置由以下設備構成、并按下述順序進行配置，即連鑄熱板坯用的連鑄設備；將該連鑄設備連鑄的熱板坯減薄加工成薄板坯用的粗加工設備；對該粗加工設備得到的薄板坯進行軋制、軋成規(guī)定厚度的熱軋鋼帶的精軋機組；對該熱軋鋼帶進行卷取用的卷取機。
圖14中，符號1是連鑄設備，符號2是粗加工設備，符號3是精軋機組，符號4是飛剪，符號5a、5b是卷取機。這里，上述粗加工設備2的減薄加工機構由前段的一對金屬模6和后段的粗軋機7構成。金屬模6的入口側成為傾斜部，出口側成為平坦部，在對板坯進行鍛壓加工的中途階段，加工成傾斜狀。另外，在上述連鑄設備1內的出口側附近設有保溫裝置8，在連鑄設備1與粗加工設備2之間設有保溫裝置19，在粗加工設備2內的一對金屬模6與粗軋機7之間設有保溫裝置10，在粗加工設備2與精軋機組3之間設有保溫裝置11，并且在上述保溫裝置11與精軋機組3之間設有可加熱薄板坯的板端和(或)整個板的加熱裝置12。
在這樣構成的連鑄、熱軋鋼帶生產設備機組中，長尺的鏈鑄板坯20以不切斷的狀態(tài)供給粗加工設備2，用該粗加工設備2的金屬模6的平行部和傾斜部6a、6b進行鍛壓加工，減薄至薄板坯厚度(在厚度方向上進行鍛壓加工)，然后用粗軋機7連續(xù)地進行軋制而軋成薄板坯，接著用精軋機組3軋制成規(guī)定的產品板厚而成為熱軋鋼帶25。厚度方向的鍛壓加工是邊按規(guī)定的送進量移動材料(連鑄板坯20)、邊反復地進行的。規(guī)定的送進量根據(jù)后述的條件決定。接著，上述熱軋鋼帶25先用卷取機5a進行卷取，卷取到規(guī)定的卷取長度而作為產品帶卷時，用飛剪4切斷移動中的鋼帶25，該切斷部后面的鋼帶25用卷取機5b進行卷取。該卷取機5b也卷取到規(guī)定的卷取長度而作為產品帶卷時，用飛剪4切斷鋼帶25，與上述一樣，將卷取鋼帶25的卷取機從卷取機5b切換到卷取機5a。
如圖10所示，厚度為100 mm和200 mm的連鑄板坯中的任一種材料，當壓下率為0.3時，內部缺陷發(fā)生率基本上為允許范圍0.01％。在本發(fā)明中，為了確保更高的質量，將內部缺陷發(fā)生率設為下降1位的0.001％。
圖18是表示材料與金屬模接觸部分的尺寸定義的圖。接觸長度L表示板坯與金屬模6的傾斜部6b相接觸的部分在長度方向上的長度。送進量f是即將進行鍛壓加工前的移動量。在板坯20的加工成斜面的部分內，該送進量f部分由金屬模6的平行部6a進行鍛壓加工。圖中斜線部分表示用平坦部加工過的部分，其體積為V。h表示鍛壓加工后的厚度。
圖19(A)、圖19(B)是說明鍛壓前后的寬度變化的圖，圖19(A)表示鍛壓加工前的狀態(tài)，圖19(B)表示鍛壓后的狀態(tài)。圖19中，W表示鍛壓前的板坯寬度，W1表示鍛壓后的板坯谷部之間的寬度，W′表示鍛壓之后板坯峰部間的寬度，dW表示W(wǎng)′與W1的差。
圖20所示為鍛壓加工條件與板坯寬度增加量的關系。橫座標表示長度方向的接觸長度L與寬度W之比和壓下變形ε之積εL/W，縱座標表示寬度增加量(鍛壓加工后的寬度W1-W)。圖20中的任一點均在斜直線以下的區(qū)域內。從圖20可知，為使寬度增加量在目標值范圍內所必要鍛壓加工條件。例如，若將板寬增加量的目標值設為100 mm以下，則εL/W小于0.3，若將目標值設為150 mm以內，則εL/W為0.5以下即可。
圖21所示為鍛壓加工條件與寬度變化量的關系。橫座標表示只用平坦部加工的加工量V/(Wfh)與總壓下變形ε之積Vε/(Wfh)，縱座標表示寬度的變化量dW。圖中，任一點都位于斜直線以下的區(qū)域內。從圖21可知，為使寬度變化量在目標值范圍內所必要鍛壓加工條件。例如，若將寬度變化量的目標值設定為20 mm以下，則Vε/(Wfh)小于0.6即可。
上述發(fā)明可通過對連鑄板坯在厚度方向進行鍛壓加工而連續(xù)地將連鑄板坯軋制成薄板坯，這樣，不用進行薄板坯和板坯的接合便可得到長尺的薄板坯。在鍛壓加工中，加工變形量可以比軋制的大，故可減少內部缺陷的發(fā)生率。
在鍛壓加工中，使用具有入口側的傾斜部和出口側的平坦部的一對金屬模，根據(jù)按特定值的鍛壓加工條件在厚度方向上進行加工，便可將隨著鍛壓加工而使材料展寬的值控制在規(guī)定值以內，該特定值是用金屬模與材料之接觸部分的尺寸和送進量等表示的。
(實施例4)本發(fā)明用的實施例4的厚度鍛壓作業(yè)線示于圖22。
在實施例4的作業(yè)線上，立輥軋機34配置在具有金屬模6的厚度鍛壓裝置的上游側。該立輥軋機34是將熱板坯20從初期寬度W0壓下至W～W′的進行側壓的設備，是在軋制中輥縫可以改變的型式，寬度可變方式雖然是不管什么方式都行，但最好是應答性很高的液壓壓下方式。與厚度鍛壓機相比，立輥軋機34進行的側向壓下軋制的加工速度快，故在側向壓下軋制之后再進行厚度鍛壓，便可提高生產率，而且，還可有效地防止板坯20的溫度下降。另外，也可同時進行側向壓下軋制和厚度鍛壓(串列式)。
(實施例5)
本發(fā)明用的實施例5的厚度鍛壓加工線示于圖23。
在實施例5的作業(yè)線上，側向鍛壓裝置35配置在具有金屬模6的緊靠厚度鍛壓機的上游側。該側向鍛壓機35是用于將熱板坯20從初期寬度W0壓下至W～W′的進行側壓的設備，是在軋制中側向壓下量可以改變的型式，它位于可與厚度鍛壓機串列的位置上。另外，也可將側向鍛壓機和厚度鍛壓機按此順序排列配置在同一機架內。這樣，同時進行側向鍛壓和厚度鍛壓(串列)，便可提高生產率，而且還可有效地防止板坯的溫度下降。
本發(fā)明者們用上述厚度鍛壓加工線，對厚度鍛壓時板坯端部所產生的變形進行了調查。加工條件在板厚200～270 mm、板寬600～2000mm、鍛壓壓下率為15～80％、金屬模傾斜部6b的傾斜角θ為10°～30°的范圍內進行了各種變化。
<前后端寬度變化>
其結果，可以判明材料前后端的喇叭形狀可用下式(4)～(7)表示。
WH-W=(0.15～0.45)ε×Ldt……(4)LH=(0.12～0.18)×W/h×Ldt ……(5)WT-W=(0.15～0.45)ε×Ldt……(6)LT=(0.06～0.3)×W/h×Ldt……(7)式中符號H為材料入口側厚度(mm)、h為材料出口側厚度(mm)、ε為壓下變形(mm)、Ldt為材料與鍛壓機金屬模在長度方向上的接觸長度(mm)、W為材料寬度(mm)。
圖24以橫座標為總變形量εLdt、以縱座標為非正常部的展寬量WT-W0(或WH-W0)，是表示對非正常部的展寬量(mm)的分布進行調查的結果的特性線圖。圖中黑圓圈表示材料前端部的展寬量WT-W0(mm)、白四方形符號表示材料后端部的展寬量WH-W0(mm)。從該圖可知，非正常部的展寬量WT-W0、WH-W0與材料的總變形量εLdt緊密相關，圖中兩者出現(xiàn)在2條實線所夾的區(qū)域內。
圖25以橫座標作為展寬指數(shù)W·Ldt/H、以縱座標作為非正常部的變形長度LT(或LH)，是表示對非正常部的變形長度(mm)的分布進行了調查的結果之特性線圖。圖中黑圓圈表示材料前端部的變形長度LT(mm)、白四方形符號表示材料后端部的變形長度LH(mm)。從該圖可知非正常部的變形長度LT、LH與展寬量指數(shù)W·Ldt/H緊密相關，圖中兩者出現(xiàn)在2根實線(虛線)所夾的區(qū)域內。
根據(jù)這些見識，發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)為了對熱板坯20的前后端部進行預成形，可用上述(4)～(7)式分別決定預成形量及預成形長度。例如，設前端的寬度預成形量為(WH-We)、預成形長度為LH，設后端的寬度預成形量為(WT-We)、預成形長度為LT即可。但是，We是考慮了前后端和正常部的側向壓下量而決定的任意值，是用We＜W1的關系給于的值。
下面，參照圖26(a)～26(d)對前后端的預成形量及預成形長度的決定方法加以說明。
首先，將圖26(a)所示的熱板坯20預成形成用圖中虛線表示材料前端20a兩側部的形狀。從前端的預成形部20d向正常部變化的預成形量的變化方法，最好如圖26(a)所示，成形為沿著喇叭形狀的拋物線狀，但是也可將其預成形為直線狀。
接著，從厚度方向對經過預成形的板坯[圖26(b)]進行鍛壓。預先經過預成形之后的前端部，雖然鍛壓之后產生喇叭形，但如圖26(c)所示，鍛壓完畢后便變成大致矩形形狀。然而，不經過預成形的前端部如圖26(d)所示，變成喇叭形狀。
決定上述預成形的順序對材料的后端也是一樣的。
順便說明一下，若使用具有圖27所示的具有平面軋輥38的立輥軋機34，則在對厚度進行鍛壓時會產生圖28所示的端面形狀20s的重疊現(xiàn)象。
然而，若使用圖29所示的具有孔型39a的軋輥39的立輥軋機34，對厚度鍛壓時所產生的前端寬度端部的重疊現(xiàn)象預先進行相反的變形，則對厚度鍛壓后，便可得到圖30所示的大致平滑的端面20s。
在使用側向鍛壓裝置的情況下，用具有圖31所示的平行部6a的形狀的金屬模6、或用具有圖32所示的圓弧部6c的形狀的金屬模6A，對厚度進行鍛壓，便可將前后端預成形。又如圖33所示，將金屬模6B的側面部6d設成凹形，用該金屬模6B預先對前后端進行相反的變形，便可有效地防止在厚度鍛壓時所產生的前端寬度端部的重疊現(xiàn)象。
<正常部寬度分布>
圖34以橫座標表示壓下率(H-h/H)，以縱座標表示正常部寬度分布量(相當于實機)，該圖是對厚度鍛壓之后的正常部寬度分布量進行了調查的特性線圖。這里，金屬模使用傾斜角為12°的金屬模，假設送進量f為250 mm，對厚度250 mm×寬1200 mm的熱板坯的鍛壓壓下率與寬度分布量的關系進行了調查。圖中黑圓圈是為了調查側向軋制的影響，表示在進行了50 mm的側壓之后，再從厚度方向進行鍛壓的情況，白圓圈是表示不進行側壓、只進行厚度鍛壓的情況。從圖可知，鍛壓之后的正常部寬度分布具有隨著鍛壓壓下率的升高而增大的傾向。
如圖所示，側向軋制對寬度分布幾乎沒有影響，鍛壓壓下率大于30％時，由于寬度分布量超過了允許范圍，故至少要進行壓下率為30％以上的鍛壓，這時應控制正常部的寬度變化，需要通過立輥軋制在材料正常部形成寬度分布。
另外，發(fā)明者的實驗結果可以判明，正常部的寬度分布量dW及其周期dL可表示成下式(8)及(9)。
dW=V/Whf×ε寬度分布量 ……(8)dL=B×H/h×f寬度分布間隔(鍛壓加工后)……(9)式中f為送進量、V為金屬模平行部的壓下體積、h為鍛壓機出口側厚度。
圖36以橫座標表示V/(WHf)×ε值、以縱座標表示寬度分布量dW(mm)，是表示對兩者的關系進行了調查的結果的特性線圖。如圖所示，發(fā)現(xiàn)兩者有很強的相關關系。
因此，用立輥軋制或側向鍛壓預先形成正常部，故可使鍛壓之后的正常部材料平面形狀良好。例如，形成與厚度鍛壓所產生的正常部寬度分布相反形狀即可。這時所需要的開度變化量，可根據(jù)表示正常部寬度分布的上式(8)及(9)等進行預測。
若使用具有孔型軋輥39的立輥軋機34，由于側向壓下效率大，故輥縫變化量減小，具有易整形的優(yōu)點。另外，在寬度鍛壓加工的情況下，用具有圖32所示的圓弧狀的接觸面6d的金屬模6A，可取得良好結果。
參照圖35(a)～(d)對本發(fā)明的方法作說明。
首先，對圖35(a)所示熱板坯20進行成形，將正常部成形為圖中虛線所示形狀。在進行這種成形時，寬度變化最好形成圖35(b)所示的正弦曲線形狀，但是，也可將其形成鋸齒狀。
接著，對成形后的板坯[圖35(b)]進行厚度鍛壓。在預先成形的材料正常部上，經過鍛壓而產生寬度分布，該寬度分布與預成形后的形狀相互抵消，鍛壓成形后如圖35(c)所示，熱板坯20成為基本無寬度分布的平滑形狀。順便說明一下，不進行寬度分布預成形的板坯形成圖35(d)所示的形狀。
用上述立輥軋機34同時對材料前后端進行預成形、以及對正常部進行分布狀寬度成形，便可使鍛壓完畢后的材料形成既無前后端喇叭形、亦無正常部寬度分布形狀。
根據(jù)上述實施例的方法，通過側壓進行前后端預成形，使厚度鍛壓完畢后的前后端形狀良好、使成材率提高。
通過側壓，在正常部形成寬度分布，使厚度鍛壓完畢后的正常部的寬度分布減小，故可提高材料寬度精度，進而提高產品質量。
將前后瑞預成形、和正常部寬度分布成形兩者一起進行，便可獲得提高厚度鍛壓完畢后的產品成材率、以及提高產品質量的雙重效果。
立輥軋機使用帶孔型的軋邊機，可提高生產率，而且進行前后端預成形還可防止前后端重疊、提高成材率，進行正常部寬度分布成形使側向壓下效率提高，從而可簡化立輥軋機的調整工作，使寬度精度進一步提高，從而使產品質量提高。
不用說，在厚度鍛壓加工之前進行立輥軋制、或側向鍛壓，可以擴大用同一板坯能制造的板材寬度范圍。
根據(jù)本發(fā)明，由于熱板坯的前后端部的寬度精度提高，故成材率大幅度提高。又因可以防止前后端的重疊現(xiàn)象，故使切掉部分減少，成材率提高。由于正常部的寬度精度提高，故產品質量提高。
(實施例6)(一段金屬模的情況)本發(fā)明者們在壓下量一定(但，壓下變形為0.5以上)、使用一段金屬模的下述條件下進行了模擬試驗。
試驗條件模擬材料硬質鉛(初期尺寸厚H 32 mm×寬W 150 mm×L)鍛壓后的厚度h12.5 mm送進量f10～40 mm金屬模傾斜角θ12°～30°(以12°、20°、30°為主)在金屬模的傾斜角θ大于15°的情況下，在傾斜部6b與熱板坯20相接觸、送進量為f，在鍛壓加工開始時會產生滑動現(xiàn)象，為了供參考而將數(shù)據(jù)記上。后面的研究結果判明，在金屬模傾斜部與材料相接觸的情況下，傾斜角大于15°時易產生滑動現(xiàn)象。
對模擬試驗結果進行研討的結果判明了下述(a)～(d)項結論。
(a)后滑量BW基本可用鍛壓后的厚度h、寬度除以總壓下體積V′的得數(shù)進行整理，(b)寬度分布基本可用金屬模平行部的壓下體積V進行整理，(c)展寬量基本可用金屬模傾斜部的接觸長度ld和若干送進量影響因素進行整理，(d)單位寬度上的負荷基本可用金屬模與材料的整個接觸長度ldt進行整理。
參照圖37對上述模擬試驗結果作補充說明。圖37是為了對厚度鍛壓用的金屬模與材料之間的接觸長度進行說明，而對金屬模及材料進行模擬表示的放大模式圖。長度方向的接觸長度ldt，等于幾何學傾斜部接觸長度ld加上送進量f的長度(ldt=ld+f)。總壓下體積V′等于傾斜部的壓下體積V1加上平行部的壓下體積V的體積(V′=V1+V)。壓下變形量ε，用鍛壓前的厚度H和鍛壓后的厚度h可以求出[ε=1n(H+h)]。
圖38以橫座標表示V′/W0·h(mm)，以縱座標表示后滑量BW(mm)，該圖是表示對兩者的相關關系調查的結果的特性線圖。橫座標的V′/W0·h是相當于長度L1的量，該長度是將總壓下體積V′變形成厚h、寬W0、長L的長方體時的長度。圖中白圓圈表示傾斜角為12°時的結果，白四方形表示傾斜角為20°時的結果，白三角形表示傾斜角為30°時的結果。從圖可知，后滑量BW與V′/W0·h基本成正比關系，后滑量BW隨著V′/W0·h的增加而增加。
圖39以橫座標表示V/W0，以縱座標表示寬度分布dW，是表示對兩者的相關關系調查的結果的特性線圖。橫座標的V/W0值相當于單位寬度上的平行部壓下面積。寬度分布dW相當于最大寬度與最小寬度之差值。圖中白圓圈表示傾斜角為12°時的結果，白四方形為傾斜角20°時的結果，白三角形為傾斜角30°時的結果。從圖可知，寬度分布dW與V/W0基本成正比關系，寬度分布dW隨著V/W0的增加而增加。
圖40以橫座標表示傾斜部接觸長度ld(mm)、以縱座標表示展寬量W1-W0，是表示對兩者關系調查的結果的特性線圖。圖中白圓圈表示送進量f為10 mm時的結果，白四方形表示送進量f為20 mm時的結果，白三角形表示送進量f為30 mm時的結果，白菱形表示送進量f為40 mm時的結果。從圖可知，展寬量(W1-W0)與傾斜部接觸長度ld基本成正比關系，隨著送進量f的增加而增加。
圖41以橫座標表示幾何學接觸長度ldt(mm)，以縱座標表示單位寬度上的負荷(t/mm)，是表示對兩者關系調查的結果的特性線圖。圖中白圓圈表示傾斜角為12°時的結果，白四方形表示傾斜角為20°時的結果，白三角形表示傾斜角為30。時的結果。從圖中可知，單位寬度上的負荷與幾何學接觸長度ldt基本成正比關系，單位寬度的重量隨著ldt的增加而增加。
將上述圖38～圖41所得到的見識歸納后，傾斜角θ的影響可表示成圖42所示那樣。
傾斜角θ大，則傾斜角接觸長度ld及幾何學接觸長度ldt小，故具有減輕負荷和減小展寬量的效果，具有可使裝置相應小型化、輕量化的優(yōu)點。因此，從負荷及展寬方面來看，希望傾斜角θ大。若傾斜部6b的角度大于30°，鍛壓時材料后滑量BW增大，故傾斜角θ最好在15°～30°范圍內。但是，傾斜角θ增大后，平行部6a的壓下體積V會增大，故具有寬度分布dW增大的負面效果。例如，一定的送進量30 mm，若將傾斜角θ從12°增大到20°，則負荷減小到2/3，展寬量幾乎減小一半。但是，這種情況下的寬度分布dW增加到約3倍。
同樣，增加送進量f時，由于展寬量根據(jù)傾斜部接觸長度ld來決定，故基本不變，負荷因幾何學接觸長度ldt要相應增加一些，故多少也要增加一些。又因材料的鍛壓次數(shù)減少，因此，可取得使厚度鍛壓工序高效化的效果。但是，平行部的壓下體積V增大，故存在著寬度分布dW增大的問題。例如，傾斜角為12°，送進量f從20 mm增大到40 mm時，展寬量約增加20％，負荷雖然只增加30％左右，但寬度分布dW則增大到5倍，遠遠超過了允許范圍。
為了解決這些問題，本發(fā)明者們對因厚度鍛壓而引起的寬度方向的變形行為進行了詳細分析。參照圖7對其結果加以說明。
鍛壓時的變形如圖7(a)所示，首先，用金屬模傾斜部6b壓下的部分展寬量增大而變成傾斜形狀之后，向長度方向送進，通過后面的壓下而在金屬模平行部6a處形成寬度分布dW。而且，還可判明寬度分布dW的最小位置，是用金屬模傾斜部6b與平行部6a的交界附近(過渡部6c及其附近)進行鍛壓的部位[圖7(b)中的A部]；寬度分布dW的最大位置是平行部壓下的中間部。寬度分布dW成問題的是下述條件，即由于金屬模傾斜角θ大、或送進量f大等關系，使送進量f比傾斜部接觸長度ld還大的條件。因此，本發(fā)明者考慮了在用上述金屬模進行主加工期間，特別加以輕壓下作為輔助加工。
輔助加工最好是在材料的A部、即如圖7(b)所示在第(n+1)次的主加工金屬模傾斜部6b與平行部6a的角部附近，在材料的寬度產生縮頸的區(qū)域進行，但由于該區(qū)域在主加工金屬模的下方，故對該區(qū)域進行輔助加工實際上是不可能的。因此，本發(fā)明者對下述方法進行了各種探討，該方法是在從利用上述金屬模進行主加工到下一個主加工之間，對上述A部及其附近部位進行輕壓下。探討結果獲得了這樣的見識，即第n次加工完畢之后，在將材料在長度方向上送進之前的期間內，可在(n+1)次預先對將要成為A部的部分進行輕壓下。該輕壓下量要比用金屬模傾斜部及平行部壓下時的壓下量小得多。在第n次鍛壓完畢這一時刻來看，B部位于離A部約為送進量f的上游側位置上，這部分可設置輔助加工用的金屬模。
本發(fā)明者對應進行輕壓下的輔助加工的部位進一步詳細探討的結果，得到了下述(1)、(2)項見解。
(1)若離A部的距離在0.9 f以內，則主加工所產生的變形可使輔助加工的效果消失。
(2)若離A部的距離在1.1f以上，則輔助加工沒有效果。
根據(jù)上述(1)和(2)項見解可知，能有效地發(fā)揮輔助加工作用的區(qū)域是位于離開下一次將成為A部的距離僅為(0.9～1.1)f的上游側部位上。另外，如本實施例那樣，在只具有一個傾斜部的1段金屬模的情況下，交替地進行輔助加工和主加工。
若根據(jù)材料的送進量f及鍛壓加工時的后滑量BW來決定輔助加工的位置，也可在上游側進行輔助加工。這時的輔助加工位置由下式(10)決定。式中BW為鍛壓時的后滑量，n為正整數(shù)。
(0.9～1.1)×f+(f-BW)×n……(10)在和上述試驗條件相同的條件下，送進量f為30 mm、金屬模傾斜角θ為20°時，用圖44所示的輔助金屬模47，在主加工與下一次的主加工之間進行了以下述部位為中心的輔助加工，該部位在離金屬模傾斜部6b與平行部6a交界的過渡部6c的距離為1.0×f的上游側。
下面，參照圖43(a)～圖43(e)，對帶有輔助加工的厚度鍛壓方法做說明。
如圖43(a)所示，主金屬模6在進行第n次主加工時，輔助金屬模47待機。第n次主加工完畢，如圖43(b)所示將主金屬模6退回原位，接著如圖43(c)所示，用輔助金屬模47對主加工部位的上游側部位進行輕壓下(輔助加工)。這種情況下，輔助加工的范圍是位于長度方向上的相當于(0.97～1.03)×f的上游側的部位。其壓下量為0.1 mm(r=0.005)、0.5 mm(r=0.025)、1.0 mm(r=0.050)。符號r是在以主加工的壓下量為基準值1時，表示輔助加工的壓下量與該基準值之比的指數(shù)。通過該輔助加工，在板坯20的上下面的上游側部位上形成淺凹48。
第n次輔助加工完畢后，如圖43(d)所示，將輔助金屬模47退回原位，并如圖43(e)所示，使板坯20前進一段送進量f距離，使輔助加工所形成的凹48與主金屬模6的過渡部6c相對。并且，用主金屬模6對包括淺凹48在內的區(qū)域進行強壓下。
下面，用該輔助/主加工壓下量指數(shù)r就輔助加工作說明。
圖45以橫座標表示離先行鍛壓的過渡部6c及其附近進行過主加工的部位的距離(mm)，以縱座標表示寬度(mm)，該圖是表示在輔助/主加工壓下量指數(shù)r為0～0.05范圍內進行了各種變化的情況下，對兩者的關系調查的結果之特性線圖。設主加工的壓下量為20 mm、使輔助加工的壓下量在0～1.0 mm范圍內進行各種變化，這樣來進行調查。其結果如圖所示，輔助/主加工壓下量指數(shù)r為0.005(壓下量0.1mm)時沒有太大效果，但r為0.025(壓下量0.5 mm)及0.05(壓下量1.0 mm)時，寬度分布dW都減小，而且展寬量也減小了一些。另外，在r=0.025和r=0.05之間沒有明顯差別。即使用楔形金屬模進行同樣的輔助加工，也可取得和圖45所示的同樣的效果。
這里，輔助加工的開始時間，在輔助加工用的金屬模47與主加工用的金屬模6不是同一部件的情況下，雖然也取決于使用的金屬模的形狀及送進量f，但往往會使金屬模之間相互接觸。因此，在進行主加工時最好不要開始輔助加工。但是，在使用圖46所示的金屬模6A同時開始進行主加工和輔助加工時，若使主加工和輔助加工同時結束，就不會產生這個問題。即，僅在主加工壓下量(H-h)中的(1-r)結束的時刻開始輔助加工，使輔助加工和主加工同時結束即可。
這時所使用的金屬模，以一段傾斜部進行主加工的模子采用圖46所示的金屬模6A。該金屬模6A，在傾斜部6b的入口側具有可離合的輔助加工用的突起47A。即，在用平行部6a及傾斜部6b對熱板坯20進行主加工的同時，通過突起47A進行輔助加工。但是，這時的材料送進量f要比金屬模傾斜部接觸長度ld大，而且送進量f要基本不變，這是必要的條件。
另外，也可使用圖47所示的金屬模6B。金屬模6B在傾斜部6b的入口側設有輔助加工用的面6g。即，在用平行部6a及傾斜部6b對熱板坯20進行主加工的同時，用輔助加工面6g進行輕壓下。但是，這時的送進量f要比傾斜部主加工面6b的大一些，而且送進量f要基本不變，這是必要條件。
在圖47所示的金屬模6B上，在角度變化部分形成適當?shù)睦腔蛐纬山涍^R加工的面6g。從金屬模加工的容易性的觀點出發(fā)，最好具有倒角R。而且，金屬模6A的輔助加工部分與主加工部分的交界部分之倒角R最好大一些。
通過該輔助加工，可進一步擴大寬度分布的最小展寬部分，故具有減小寬度分布的效果。又因難以對圖7(b)所示A部附近的材料進行壓下，故對A部附近的(n+1)次的傾斜部壓下所產生的展寬具有約束力，可取得減小展寬量的效果。
(實施例7)(多段金屬模的情況)下面，參照圖48～圖54對各種多段金屬模加以說明。
在一段傾斜的金屬模上，特別是在壓下量大時，難以使抑制展寬、減小負荷及抑制寬度分布兩方的制約條件都成立，故需要具有多段傾斜部的金屬模。因此，本發(fā)明者關于使具有多段傾斜部的金屬模同上述一段金屬模一樣具有輔助加工功能的問題進行了探討。
其結果，特別是在把成為主加工面的傾斜部設成2段(從平行部一側開始的傾斜部1、2)的情況下，緊接著形成輔助加工面(傾斜部3)的形狀，傾斜角度θ1、θ2(θ1＜θ2)一般是為了縮短接觸長度，但是，這時傾斜部1～3的平均角度最好設成15°以上。這里，所謂平均角度系指在施加規(guī)定壓下量的狀態(tài)下，平行部與傾斜部的角度、以及傾斜部與材料表面相接觸的點構成的角度。
關于各傾斜部與材料的長度方向接觸長度L1、L2、L3，若傾斜部接觸長度長，則會導致負荷增大和展寬增加，故輔助加工面的接觸長度L3最好盡量短一些，實際上最好是滿足下述不等式(11)的關系。
L3/(L1+L2+L3)＜0.1……(11)若傾斜角θ1大，則與材料開始接觸時往往會產生滑動。因此，傾斜1部的角度θ1作為不容易產生滑動的角度，應小于15°。
使進行過輔助加工的加工面與下一次主加工的傾斜部1接觸，材料不容易產生滑動。該條件是，當材料或金屬模的長度方向送進量為f時，滿足下式(12)的關系。
(L1+L2)=(0.9～1)×f(12)根據(jù)接觸長度L3的長度小來決定下限值。若θ1與θ3的角度差大，則會產生滑動現(xiàn)象，故|θ1-θ3 |必須＜5°。
本發(fā)明者為了進行確認，用圖48～圖50所示的多段金屬模6M(類型A)、6N(類型B)、6S(類型C)，在下述條件下分別進行了模擬試驗。
試驗條件模擬材料硬質鉛(初期尺寸厚H 32 mm×寬W 150 mm×L)鍛壓后的厚度h12.5 mm送進量f30 mm金屬模傾斜角θ分別表示在圖48、圖49、圖50及圖54中L1、L2、L3分別表示在圖48、圖49、圖50及圖54中另外，類型B金屬模6N的傾斜部接觸長度ld與送進量f基本相等。
試驗結果示于圖51、圖52、圖53(也包括實施例的類型C金屬模6S的結果)。
圖51以橫座標表示幾何學傾斜部接觸長度(mm)、以縱座標表示最小展寬量(mm)，該圖是表示就兩者的關系進行調查的結果的特性線圖。圖中白圓圈表示傾斜角為12°時的結果，白四方形表示傾斜角為20°時的結果，白三角形表示傾斜角為30°時的結果，帶網(wǎng)圓圈表示特殊金屬模6S(類型C)的結果。
圖52以橫座標表示壓下體積V、以縱座標表示寬度分布量(mm)，該圖是表示就兩者的關系進行調查的結果的特性線圖。圖中白圓圈表示傾斜角為12°時的結果，白四方形表示傾斜角為20°時的結果，白三角形表示傾斜角為30°時的結果，帶網(wǎng)圓圈表示特殊金屬模6S(類型C)的結果。
圖53以橫座標表示幾何學接觸長度(mm)、以縱座標表示負荷(t)，該圖是表示就兩者的關系進行調查的結果的特性線圖。圖中白圓圈表示傾斜角為12°時的結果，白四方形表示傾斜角為20°時的結果，白三角形表示傾斜角為30°時的結果，帶網(wǎng)圓圈表示特殊金屬模6S(類型C)的結果。
從圖51、圖52、圖53所示結果可以判明，像類型A金屬模6M及類型B金屬模6N那樣底部一側的傾斜角小、上側傾斜角大的金屬模，使接觸長度ld縮短了的情況下，由于金屬模的平均傾斜角度大于15°，故具有減小負荷和抑制展寬的效果，但多段金屬模的寬度分布dW比一段傾斜的金屬模的大一些。這可能是在平行部壓下1次之前的狀態(tài)下，對材料進行大壓下的影響。
另外，還判明像類型A、B金屬模那樣，金屬模底部傾斜部與通過前一次的鍛壓加工而產生的材料一側的上側傾斜部相接觸，在這種鍛壓加工條件(送進量、壓下量)的情況下，產生金屬模與材料之間的滑動現(xiàn)象，鍛壓加工不穩(wěn)定。
因此，本發(fā)明者以抑制上述寬度分布和防止開始鍛壓加工時的滑動為目的，完成了在主加工面的上方具有輔助加工面的類型C金屬模6S，該輔助加工面進行極少量的壓下。
類型C金屬模6S的輔助加工面雖對材料表層附近進行輕壓下，但壓下量很小，故接觸長度和平均傾斜角度與類型B金屬模6N基本一樣。而且，在進行下一次的壓下時，由于主加工面用經過輔助加工面壓下的12°的傾斜面進行接觸，故不產生材料滑動現(xiàn)象。
用類型C金屬模6S進行試驗的結果表明，使材料表面附近進行小變形，不僅可以擴大寬度分布的縮頸部分、抑制寬度分布，而且對展寬具有約束效果；通過將輔助加工面相對于主加工面的角度設為±5°，便可防止滑動現(xiàn)象的產生。另外，關于負荷，和類型B的金屬模6N幾乎是一樣的結果。
用輔助加工面的傾斜角為5°～20°的金屬模(其他的形狀和類型C的金屬模6S一樣)進行了同樣的探討，用7°～17°的傾斜角度時材料未產生滑動現(xiàn)象，超過該范圍時產生了滑動現(xiàn)象。
根據(jù)以上探討，通過將主加工面傾斜部的平均斜角設為大于15°，可減小負荷。但是，當上側傾斜度與底部傾斜度之角度差大于5°時，材料易產生滑動現(xiàn)象。但，根據(jù)1段傾斜的研究結果，當?shù)撞康膬A斜角超過15°時，材料會產生滑動現(xiàn)象，故將輔助加工面相對于主加工面的傾斜角設為±5°以下，在下一次、用主加工傾斜部1對一度由輔助加工金屬模加工過的面進行壓下，便可防止滑動現(xiàn)象的產生、以及抑制寬度分布和展寬。輔助加工金屬模的接觸長度長，會導致負荷增加和展寬量增大，故輔助加工部的長度最好小于傾斜部的全接觸長度的10％。為了用下一次的主加工傾斜部對輔助加工金屬模加工面進行壓下，主加工傾斜部長度(L1+L2)最好為送進量的0.9～1.0倍。
根據(jù)本發(fā)明，通過在熱板坯的主加工中增加輔助加工，可以控制寬度分布，而且還可抑制展寬量。另外，在具有多段傾斜的主加工面的金屬模上增加輔助加工面，減小負荷、抑制寬度分布、防止滑動都可實現(xiàn)。
(實施例8)圖55所示為本發(fā)明實施例8的板坯成形裝置的構成，圖55(A)表示側視圖，圖55(B)表示俯視圖。板坯成形裝置由減小板坯20的厚度的厚度壓下鍛壓機52、以及設在其下游側的側向壓下鍛壓機53構成。在側向壓下鍛壓機53的下游側配置有軋機54，進一步進行軋制。側向壓下鍛壓機出口側設有寬度檢測器55，用于檢測經過側向壓下鍛壓機53進行過側壓的板坯20的寬度。設有控制裝置56，用于輸入該寬度檢測器55的檢測值，對厚度壓下鍛壓機52和側向壓下鍛壓機53進行控制。
厚度壓下鍛壓機52，由夾著板坯20、設在上下的金屬模6和驅動該金屬模6上下運動的驅動裝置58構成。驅動裝置58使用機械裝置和液壓裝置，其中機械裝置使偏心軸回轉而產生上下運動，通過桿驅動金屬模6，液壓裝置通過液壓缸使金屬模6上下運動。金屬模6采用帶斜度的金屬模，與板坯20相接觸的一側由水平面和傾斜面構成。
側向壓下鍛壓機53，由在寬度方向上夾著板坯20、設在左右的金屬模59和使該金屬模59在寬度方向上往復運動的驅動裝置50構成。驅動裝置50，采用調整兩個金屬模59的寬度方向上的間隔(開度)的液壓缸。金屬模59和厚度壓下鍛壓機52一樣，采用帶斜度的金屬模，該金屬模與板坯20相接觸的一側由水平面和傾斜面構成。
下面，對動作加以說明。
控制裝置56控制厚度壓下鍛壓機52和側向壓下鍛壓機53，使厚度壓下鍛壓機52和側向壓下鍛壓機53交替動作。厚度壓下鍛壓機52和側向壓下鍛壓機53的驅動源是電動機，通過交替動作，可將電源容量設成使厚度壓下鍛壓機52動作所需要的容量(一般，厚度壓下鍛壓機52所需的電力要比側向壓下鍛壓機53的多)。
控制裝置56也控制側向壓下鍛壓機53的開度。圖56是側向壓下鍛壓機53的開度控制流程圖，參照該圖對開度控制加以說明。用厚度壓下鍛壓機52進行大壓下時，板坯20的容積向四方流動，也向寬度方向膨脹，如圖55(B)模式地表示那樣，膨脹成波浪形。設完寬度開度，以便將該波浪形變成直線狀，并且達到規(guī)定的寬度B。即使將寬度開度設定成規(guī)定寬度B，由于壓下后產生的回流現(xiàn)象，故得不到規(guī)定的寬度B。把影響該回流現(xiàn)象的條件稱作初期條件。初期條件是板坯20的材質、溫度、厚度壓下鍛壓機52的厚度壓下量、厚度壓下前板坯20的厚度和寬度、板坯20的送進速度等以及規(guī)定的寬度B。
控制裝置56將這些初期條件輸入(步驟S1)，根據(jù)該初期條件計算寬度開度(步驟S2)。根據(jù)初期條件計算寬度開度的方法是，根據(jù)現(xiàn)有經驗和試驗，求出各條件對回流的影響，根據(jù)該數(shù)據(jù)計算出寬度開度。向側向壓下鍛壓機53下達這樣計算出來的寬度開度指令(步驟S3)。側向壓下鍛壓機53根據(jù)該寬度開度對板坯20進行側壓。
側壓后的板坯20的寬度用寬度檢測器55進行檢測，并反饋到控制裝置56內(步驟S4)?？刂蒲b置56計算出規(guī)定的寬度B與寬度檢測值之差ΔB(步驟S5)。以該差值ΔB和初期條件為基準，根據(jù)前面說明的各初期條件對回流的影響數(shù)據(jù)，對寬度開度進行修正(步驟S6)。為了將該修正后的寬度開度用于后面的側向壓下鍛壓機，對側向壓下鍛壓機53下指令(步驟S3)。這樣，反復進行步驟S3～步驟S6，便可得到規(guī)定厚度的板坯20。在步驟S3～步驟S6的修正過程中，利用學習功能便可迅速地得到規(guī)定寬度B，該學習功能是將前面的修正結果用于計算出后面的修正值。
在上述實施例中，是利用控制裝置56使厚度壓下鍛壓機52和側向壓下鍛壓機53交替動作，但是，也可將二者機械地結合起來，交替地進行動作。
根據(jù)上述說明可知，本發(fā)明通過將側向壓下鍛壓機設在厚度壓下鍛壓機的下游側，便可確實地對板坯寬度方向的變形進行修正。另外，使兩個鍛壓機交替動作，便可減小電源容量。根據(jù)側向壓下鍛壓機的板坯寬度檢測值修正鍛壓機的寬度開度，故可迅速得到規(guī)定的寬度。
(實施例9)本發(fā)明者對厚度鍛壓時產生材料滑動的問題進行了調查。其結果表明，滑動現(xiàn)象發(fā)生在金屬模與材料(熱板坯)開始接觸時，在進行了一定程度壓下的狀態(tài)下，不產生滑動。這里，在鍛壓中，根據(jù)壓下量和送進量、金屬模傾斜角度，金屬模與材料的接觸部位是金屬模的大致平行部(在本發(fā)明中，將金屬模的平行部和過渡區(qū)域中的傾斜角度為5度以內的部分合稱為大致平行部)、或傾斜部。
圖57是模式地表示金屬模的開始接觸面是傾斜部時，在開始接觸時作用于金屬模的力的圖。圖57中，P表示將金屬模61a、61b往熱板坯20上推壓的外力，N表示熱板坯20作用于金屬模上的反作用力，f表示作用于熱板坯和金屬模之間的摩擦力。圖57中，為了使金屬模61a、61b不滑動地連續(xù)進行鍛壓，圖57中的摩擦力f必須與壓下力在傾斜方向上的分力P11相等。而且，當分力P11超過最大靜止摩擦力μN時，金屬模61a、61b與熱板坯20之間便開始滑動。因此，若用熱板坯20與金屬模61、61b之間的摩擦系數(shù)μ及角度θ表示不滑動的條件，則μ≥tanθ。圖57中，H表示熱板坯20在鍛壓加工之前的厚度，h表示熱板坯20在鍛壓加工之后的厚度。
熱鍛壓時，由于鍛壓面粗糙，故材料與金屬模之間的接觸狀態(tài)不好，又因在鍛壓面上產生氧化鐵皮，故材料與金屬模之間的摩擦系數(shù)小。因此，當開始接觸面是金屬模傾斜部時，發(fā)生滑動現(xiàn)象的頻度升高。
因此，傾斜部的角度為15度以下，在壓下量較小或材料的送進量較小的情況下，即使對一度由金屬模的傾斜部鍛壓過的材料面進行下一個周期的鍛壓，材料面與金屬模傾斜部也會頻繁地接觸，故產生滑動的頻度升高。
在本發(fā)明者的試驗中，金屬模的傾斜部傾斜到5度左右也未產生滑動現(xiàn)象。這可能是由于壓下力在入口側方向上的分力小的緣故。但是，當傾斜部的傾斜度為5度以下時，材料與金屬模在長度方向上接觸長度就變得很長，就會引起負荷增加、以及與鍛壓垂直方向(圖中為寬度方向)上的變形增加，故不實用。
與圖57不同，如圖58那樣，金屬模61a、61b與熱板坯20的開始接觸面是金屬模61a、61b的平行部6a時，壓下力在傾斜部方向上的分力不起作用，故不產生滑動現(xiàn)象。根據(jù)發(fā)明者的試驗結果，即使金屬模61a、61b的平行部6a傾斜5度左右也不產生滑動現(xiàn)象。故從平行部向傾斜部6b過渡的過渡區(qū)域6c中，即使從傾斜角為5度以內的部分開始接觸，也不產生滑動。
在用金屬模平行部接觸的情況下，即使減小摩擦系數(shù)也不產生滑動，故將潤滑劑涂在金屬模的主加工面上，以減小負荷是非常有效的。
(具體例)下面，參照圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
在本實施例中，如圖4所示，是表示入口側的傾斜部采用1段金屬模的情況。圖59是表示用這種1段金屬模時，傾斜角與送進量和壓下量之間的關系。圖59中，(A)表示壓下量為50 mm的場合、(B)表示壓下量為100 mm的場合、(C)表示壓下量為150 mm的場合。若在圖59的箭頭所指范圍(曲線的上側范圍)，鍛壓加工時不產生滑動，可穩(wěn)定地進行鍛壓加工。另外，在送進量、壓下量一定，只改變金屬模的傾斜角度的情況下，隨著金屬模的傾斜角的增加、鍛壓加工負荷減小，故在圖59的范圍內進行鍛壓，這樣也可取得減小鍛壓機負荷的效果。
按照本發(fā)明范圍內的鍛壓加工條件，將潤滑劑涂在上述金屬模的主加工面中的平行部、傾斜部、整個主加工面上，使摩擦系數(shù)減小，對這時的減小負荷的效果進行了調整，結果平行部、傾斜部及整個主加工面的負荷減小率分別為10％、20％、30％。這時也未產生滑動現(xiàn)象，既可保持鍛壓加工的穩(wěn)定性，又可用潤滑劑來減小負荷。
在上述實施例中，對入口側的傾斜部為1段金屬模的情況作了說明，但不局限于這一種情況，例如，如圖8所示，亦可采用入口側的傾斜部6b具有2段傾斜部那樣的、具有多段傾斜部的金屬模6。
如以上詳細所述那樣，根據(jù)本發(fā)明熱板坯的鍛壓方法，將熱板坯和金屬模的開始接觸面作為傾斜部與平行部之間的過渡區(qū)域及平行部的一部分進行鍛壓，這樣，就不需要進行特別的金屬模加工，可避免鍛壓時產生滑動現(xiàn)象。因此，可以防止因滑動而引起的操作上的問題。另外，以同一壓下量、同一送進量，考慮在本發(fā)明范圍之外逐漸增大金屬模的傾斜角度時，由于本發(fā)明的方向是加大金屬模的傾斜角度，因此，也可減小鍛壓機負荷。又因不需要對金屬模表面進行特殊加工，故金屬模的加工費便宜，也不用在產生滑動時進行必要的復雜控制。
即使在金屬模的一部分主加工面上，或整個主加工面上涂敷潤滑劑，使一部分主加工面、或整個主加工面的摩擦系數(shù)減小，也不產生滑動現(xiàn)象，故既可保持鍛壓加工的穩(wěn)定性、又可減小負荷。
(實施例10)發(fā)明者通過對潤滑劑的供給部位進行各種改變，來對摩擦系數(shù)進行各種改變，試驗性地對負荷減小效果和前滑量FW的變化進行了調查。即，對只將潤滑劑供給金屬模平行部6a的情況、只將潤滑劑供給金屬模傾斜部6b的情況、將潤滑劑供給金屬模的整個面6a、6b、6c上的情況，分別測定了負荷和前滑量FW。其結果示于表1。表1中，前滑量比是根據(jù)FW/(FW+RW)得出的指數(shù)。順便說明一下，在同一鍛壓條件下，(FW+RW)的值基本是一定的。
從表1可知，通過對金屬模傾斜部6b的潤滑而減小負荷的效果是很大的，但只潤滑平行部6a也有效果。前滑量FW，對金屬模傾斜部6b進行潤滑便可減小，但對金屬模平行部進行潤滑，前滑量基本不變。
表1．通過潤滑而使負荷減小、前滑量變化情況
其原因可能是由于鍛壓的表面壓力分布在金屬模接觸面的長度方向上的緣故。因此，通過用板坯法的解析求出長度方向上的表面壓力分布。其結果分別示于圖61(a)、圖61(b)、圖61(c)、圖61(d)。
圖61(a)是關于只對金屬模的傾斜部供潤滑劑的情況(比較例的方法)和不潤滑的情況，對兩者鍛壓時的表面壓力分布進行比較后表示的特性線圖，圖61(b)是關于只對金屬模的平行部供潤滑劑的情況(本發(fā)明方法)和不潤滑的情況，對兩者鍛壓時的表面壓力分布進行比較后表示的特性曲線圖，圖61(c)是關于對金屬模的整個面供潤滑劑的情況(現(xiàn)有方法)和不潤滑的情況，對兩者鍛壓加工時的表面壓力分布進行比較后表示的特性曲線圖。鍛壓加工條件是設金屬模出口側約為8 kg f/mm2(表面壓力)、傾斜部6b相對于平行部6a的傾斜角θ為12°、材料的送避量SD為400 mm。
如圖61(a)、圖61(b)、圖61(c)所示，表面壓力在材料入口側傾斜部增大。而且，在離開金屬模平行部一側的中央、并靠近傾斜部的位置為最大值，此處的材料速度與金屬模速度一致，成為所謂的中立點。從該中立點到材料出口側，表面壓力逐漸減小。表面壓力增大的方法，在傾斜部6b處是平穩(wěn)的，但在平行部6a處很陡峭。無論哪一個部位，摩擦系數(shù)小，表面壓力的增加程度就小。按一般的傾斜角θ(10°～15°)，金屬模傾斜部6b的接觸長度比平行部6a的接觸長度長。
在一般的金屬模6上，與傾斜部6b的接觸長度比平行部6a的接觸長度要長，故改變金屬模傾斜部6b的摩擦系數(shù)時表面壓力的變化量增大，這種情況如圖61(a)所示，中立點向出口側移動，前滑量FW減小。另外，還判明了在減小金屬模平行部6a的摩擦系數(shù)時，表面壓力分布會減小一些，如圖61(b)所示，中立點的位置不怎么變化。
下面，發(fā)明者對厚度鍛壓加工時的材料產生滑動的情況進行了調查。其結果表明，材料的滑動發(fā)生在金屬模6與熱板坯20開始接觸時，在壓下進行到某種程度的狀態(tài)下，熱板坯20就不產生滑動。
在厚度鍛壓時，用金屬模傾斜部6b進行了鍛壓的面，在下一道工序之后用金屬模平行部6a進行鍛壓，這樣便在與材料前進方向基本平行的方向上進行鍛壓。為此，金屬模61與材料20開始接觸的部位，根據(jù)壓下量(H-h)和送進量SP、或金屬模傾斜角θ進行各種變化。
圖60是表示了開始接觸的面為傾斜部6b時、開始接觸時刻作用于金屬模61上的各種力的模式圖。圖中符號P相當于將金屬模61向熱板坯20上推壓的壓下力，符號N相當于材料(板坯)20作用于金屬模61上的反作用力，符號f相當于熱板坯20與金屬模61之間所產生的摩擦力。為了在不產生熱板坯20滑動的情況下金屬模61連續(xù)進行鍛壓，摩擦力f必須與壓下力P在傾斜方向上的分力P11相等。這種情況下，傾斜方向分力P11超過最大靜止摩擦力μN時，熱板坯20便開始相對于金屬模61滑動。這里，用材料與金屬模之間的摩擦系數(shù)μ及傾斜角θ表示熱板坯20不滑動的條件時，下式(13)的關系成立。
μ≥tanθ……(13)熱鍛壓因鍛壓面粗糙，故熱板坯20與金屬模61的接觸狀態(tài)不好，又因在鍛壓面上產生氧化鐵皮，故熱板坯20與金屬模61之間的摩擦系數(shù)μ小。因此，開始接觸的面為金屬模傾斜部61時，有可能產生滑動現(xiàn)象。
在傾斜角θ為15°以下、且壓下量(H-h)大的情況下，或熱板坯20的送進量SD小的情況下，經金屬模傾斜部6b鍛壓后的材料面，在下一道工序鍛壓時也大多從金屬模傾斜面6b開始接觸，有可能產生滑動現(xiàn)象。但是，即使減小不是開始接觸面的金屬模平行部的摩擦系數(shù)，滑動現(xiàn)象的發(fā)生頻度也不會變。
金屬模61與熱板坯20之間的開始接觸的面是金屬模平行部6a時，壓下力在入口側方向上的分力(傾斜方向分力P11)不起作用，故即使對金屬模平行部6a進行潤滑也不會產生滑動，這是當然的。這種情況下，即使對不是開始接觸面的金屬模傾斜部6b進行潤滑也沒關系。
在本發(fā)明者的試驗中，金屬模傾斜部6b傾斜到5°左右時也未產生滑動現(xiàn)象(可能是由于壓下力在入口側方向上的分力小的緣故)。因此，在金屬模過渡區(qū)域6c，傾斜角θ小于5°的部分也可進行潤滑。
本發(fā)明不局限于厚度的鍛壓加工，當然，在用至少由入口側傾斜部和平行部構成的金屬模對熱材料進行鍛壓(例如定寬鍛壓機)時，一般是可以使用的。
熱板坯鍛壓用的潤滑劑，只要是具有減小鍛壓時的金屬模/板坯之間的摩擦系數(shù)的特性的物質即可，例如使用石墨、二硫化鉬、或將石墨等固體潤滑劑與礦物油(潤滑脂)混合之后的混合物等。另外，為了調整摩擦系數(shù)而進行表面加工，在金屬模的表面上形成槽，由于這樣會導致板坯的表面產生缺陷，故不希望這樣做。
關于將潤滑劑往金屬模上涂敷的方法，也考慮了以下各種方法在正進行鍛壓時，用噴射方式將潤滑劑涂敷到材料與金屬模之間的間隙內；或者在板坯和板坯之間空載時進行涂敷等，只要能涂敷充分的潤滑劑使金屬模與材料之間的平行部摩擦系數(shù)降低，不管什么方法都可以。
根據(jù)上述實施例，如表1所示，即使只對平行部6a進行潤滑，材料20也不產生滑動現(xiàn)象，負荷也可減小10％，而且前滑量FW基本不變，故可有效地對熱板坯進行厚度鍛壓加工。
根據(jù)本發(fā)明，用具有至少由入口側傾斜部和平行部構成的主加工面的金屬模，對熱板坯進行鍛壓時，只對金屬模的平行部供潤滑劑來減小熱板坯與金屬模之間的摩擦系數(shù)，這樣熱板坯產生滑動的頻度不會提高，可減小鍛壓機負荷，而且還可確保規(guī)定的前滑量FW。
用幾個理想實施例對本發(fā)明作了說明，但是，可以理解本發(fā)明所包括的權利要求范圍不局限于這些實施例。相反，本發(fā)明的權利要求范圍包括附加的權利要求范圍所包含的所有的改良、修正及均等物。
權利要求
1．一種利用厚度鍛壓機的熱軋鋼板生產裝置，這種熱軋鋼板生產裝置是按粗加工設備、精軋機組和卷取機順序配置的，其中粗加工設備用于將連鑄設備等所鑄造的熱板坯減薄加工成薄板坯；精軋機組對用該粗加工設備加工而成的薄板坯進行軋制，軋成規(guī)定厚度的熱軋鋼帶；卷取機對該熱軋鋼帶進行卷取，其特征在于上述粗加工設備作為減薄加工手段的至少一部分，具有使用一對金屬模的鍛壓手段，該金屬模具有入口側的傾斜部和出口側的平坦部，該熱軋鋼板生產裝置還具有設在上述減薄鍛壓手段上游的側壓手段。
2．一種利用厚度鍛壓機的熱軋鋼板生產方法，該方法是對連鑄后的厚度為H的板坯進行粗加工，將其減薄加工成薄板坯，并進行精軋加工，將該薄板坯軋制成規(guī)定厚度的熱軋鋼帶，冷卻之后進行卷取，其特征在于該熱軋鋼板制造方法包括厚度鍛壓加工，它作為粗加工的至少一部分，使用一對具有入口側的傾斜部和出口側的平坦部的金屬模，厚度方向的壓下率r為30％以上，而且在進行上述厚度鍛壓加工之前，要對材料進行側壓，該側壓壓下量大于由下式的函數(shù)決定的側壓壓下量。側壓壓下量=fn(r,H)
3．一種利用厚度鍛壓機的熱軋鋼板生產方法，其特征在于用入口側具有傾斜部、出口側具有平行部的一對金屬模對連鑄后的板坯在厚度方向上進行壓下率為30％以上的厚度鍛壓加工時，板坯前端部在上述金屬模平行部的長度方向上的接觸長度L在板坯的入口側厚度的0.2～0.4倍的范圍內，對該厚度鍛壓加工之后的板坯連續(xù)地進行粗軋，接著進行精軋，將其軋制成熱軋鋼板。
4．一種利用厚度鍛壓機的熱軋鋼板生產方法，該方法是用具有入口側的傾斜部和出口側的平坦部的一對金屬模對連鑄后的板坯在厚度方向上進行壓下率大于0.5的鍛壓加工，這時的鍛壓加工條件都在滿足下述不等式的范圍內，該不等式是用上述金屬模的傾斜部與材料在長度方向上的接觸長度L、送進量f、加工前的寬度W、利用金屬模平行部加工后的體積V、出口側厚度h及壓下變形ε表示的，對壓力加工后的板坯連續(xù)地進行粗軋，接著進行精軋，將其軋制成熱軋鋼板，εL/W＜AVε/(Wfh)＜B式中A、B為常數(shù)。
5．一種厚度鍛壓方法，該方法是用具有主加工面的金屬模對大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓，該主加工面至少由入口側的傾斜部和與其相連接的平行部構成，在厚度方向上對上述大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓之前，先在寬度方向上對上述大致呈矩形的材料進行壓下、調整寬度，其特征在于對上述大致呈矩形的材料之前端部及后端部中的至少一端進行預成形。
6．一種厚度鍛壓方法，該方法是用具有主加工面的金屬模對大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓，該主加工面至少由入口側的傾斜部和與其相連接的平行部構成，在厚度方向上對上述大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓之前，先在寬度方向上對上述大致呈矩形的材料進行壓下、調整寬度，其特征在于用下式對通過上述厚度鍛壓而在材料前端部及后端部中的至少一端上產生的非一定寬度變化量ΔW和非一定長度ΔL進行預測，根據(jù)該預測對大致呈矩形的材料前端部進行預成形，ΔWH=1(W,ε,Ldt)ΔWT=f2(W,ε,Ldt)ΔLH=g1(W,h,Ldt)ΔLT=g2(W,H,Ldt)式中ΔWH是通過厚度鍛壓而在矩形材料前進方向的前端部上產生的預測非一定寬度變化量；ΔWT是通過厚度鍛壓而在矩形材料前進方向的后端部上產生的預測非一定寬度變化量；ΔLH是通過厚度鍛壓而在前進方向的前端部上產生的預測非一定長度；ΔLT是通過厚度鍛壓而在后端部上產生的預測非一定長度；H為鍛壓機入口側大致呈矩形的材料之厚度；h為鍛壓機出口側的大致呈矩形的材料之厚度；ε[=log(H/h)]為厚度變形；Ldt為材料與鍛壓金屬模在長度方向上的接觸長度；W為大致呈矩形的材料之寬度。
7．一種厚度壓力加工方法，其特征在于該方法是用具有主加工面的金屬模對大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓，該主加工面至少由入口側的傾斜部和與其相連接的平行部構成，在厚度方向上對上述大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓之前，先在寬度方向上對上述大致呈矩形的材料進行壓下、調整寬度，在調整寬度的厚度鍛壓加工的寬度調整方向上進行預成形，其作用是預先在大致呈矩形的材料之正常部進行寬度分布。
8．一種厚度鍛壓方法，該方法是用具有主加工面的金屬模對大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓，該主加工面至少由入口側的傾斜部和與其相連接的平行部構成，在厚度方向上對上述大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓之前，先在寬度方向上對上述大致呈矩形的材料進行壓下、調整寬度，其特征在于用下式對通過上述厚度鍛壓加工而產生的正常部寬度分布量dW及其間距dL進行預測，根據(jù)該預測進行預成形，其作用是預先在大致呈矩形的材料之正常部進行寬度分布。式中dW=F(V,W,h,f,ε)dL=G(H,h,f)H鍛壓機入口側的大致呈矩形材料的厚度h鍛壓機出口側的大致呈矩形材料的厚度ε[=log(H/h)]厚度變形W大致呈矩形材料的寬度f厚度鍛壓加工時大致呈矩形材料的送進量V金屬模平行部的壓下體積
9．一種厚度鍛壓方法，該方法是用具有主加工面的金屬模對大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓，該主加工面至少由入口側的傾斜部和與其相連接的平行部構成，在厚度方向上對上述大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓之前，先在寬度方向上對大致呈矩形的材料進行壓下、調整寬度，其特征在于分別對上述大致呈矩形的材料之前端部及后端部進行預成形，并且在大致呈矩形的材料之正常部上進行寬度分布的預成形。
10．一種厚度鍛壓方法，該方法是用具有主加工面的金屬模對大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓，該主加工面至少由入口側的傾斜部和與其相連接的平行部構成，在厚度方向上對上述大致呈矩形的材料進行厚度鍛壓之前，先在寬度方向上對上述大致呈矩形的材料進行壓下、調整寬度，其特征在于用下式對通過上述厚度鍛壓加工而在大致呈矩形的材料之前端部及后端部中的至少一端上產生的非一定寬度變化量ΔW和非一定長度ΔL、以及正常部的寬度分布dW及其間距dL進行預測，根據(jù)該預測分別對大致呈矩形的材料之前端部及后端部進行預成形，并且還進行給予大致呈矩形的材料正常部的寬度分布的預成形，ΔWH=f1(W,ε,Ldt)ΔWT=f2(W,ε,Ldt)ΔLH=g1(W,h,Ldt)ΔLT=g2(W,H,Ldt)dW=F(V,W,h,f,ε)dL=G(H,h,f)式中ΔWH是通過厚度鍛壓而在矩形材料前進方向的前端部上產生的預測非一定寬度變化量；ΔWT是通過厚度鍛壓而在矩形材料前進方向的后端部上產生的預測非一定寬度變化量；ΔLH是通過厚度鍛壓而在前進方向的前瑞部上產生的預測非一定長度；ΔLT是通過厚度鍛壓而在矩形材料前進方向的后端部上產生的預測非一定長度；H為鍛壓機入口側的大致呈矩形的材料之厚度；h為鍛壓機出口側的大致呈矩形的材料之厚度；ε[=log(H/h)]為厚度變形；W為大致呈矩形材料的寬度；f為厚度鍛壓時大致呈矩形材料的送進量；V為金屬模平行部的壓下體積；Ldt為大致呈矩形的材料與鍛壓金屬模在長度方向上的接觸長度；H為材料入口側厚度；h為材料出口側厚度。
11．根據(jù)權利要求5～10中的任一項所述的厚度鍛壓方法，其特征在于上述寬度調整是用在加工中開度可變的立輥軋機進行的。
12．根據(jù)權利要求11所述的厚度鍛壓方法，其特征在于立輥軋機中采用帶孔型的軋輥。
13．根據(jù)權利要求5～10中的任一項所述的厚度鍛壓方法，其特征在于上述寬度調整是用可與厚度鍛壓機串列的側向鍛壓裝置進行的。
14．一種厚度鍛壓方法，其特征在于該鍛壓方法具有下述裝置，即對大致呈矩形的材料進行鍛壓，具有至少由入口側傾斜部和與其相連接的平行部構成的主加工面的金屬模；將大致呈矩形的材料送進該金屬模的機構；將上述金屬模在大致呈矩形材料的厚度方向上進行壓下驅動的厚度鍛壓裝置；比該厚度鍛壓裝置設在軋制線的更上游側，在加工中可變更開度的立輥軋機。
15．一種厚度鍛壓方法，其特征在于該鍛壓方法具有下述裝置，即對大致呈矩形的材料進行鍛壓，具有至少由入口側傾斜部和與其相連接的平行部構成的主加工面的金屬模；將大致呈矩形的材料送進該金屬模的機構；將上述金屬模在大致呈矩形材料的厚度方向上進行壓下驅動的厚度鍛壓裝置；比該厚度鍛壓裝置設在軋制線的更上游側，并配置在可與該厚度鍛壓裝置串列的位置上的側向鍛壓裝置。
16．一種厚度鍛壓方法，該方法是在長度方向上一邊將大致呈矩形的熱板坯依次送進，一邊進行鍛壓，使其厚度減薄的厚度鍛壓方法，其特征在于它包括主加工工序和輔助加工工序，主加工工序是用具有至少由入口側傾斜部和平行部構成的主加工面的金屬模，將熱板坯從鍛壓前的厚度H減小到鍛壓后的厚度h，輔助加工工序是在上述主加工工序之前，用具有上述主加工面的金屬模的傾斜部與平行部交界處的過渡部，對要進行鍛壓的部位及其附近部位，在厚度方向上進行減薄鍛壓。
17．根據(jù)權利要求1所述的厚度鍛壓方法，其特征在于在上述輔助加工工序中，材料送進量為f、鍛壓時的材料后滑量為BW的情況下，在厚度方向上對下述部位進行鍛壓，該部位位于要用過渡部進行鍛壓的部位的上游側、離要用過渡部鍛壓的部位的距離由下式決定，(0.9～1.1)×f+(f-BW)×n式中n為正整數(shù)。
18．根據(jù)權利要求16所述的厚度鍛壓方法，其特征在于在上述輔助加工工序中，當材料的送進量為f時，減薄鍛壓的部位是位于離上述過渡部僅為(0.9～1.1)×f距離的上游側部位，上述輔助加工工序和主加工工序是交替地進行的。
19．根據(jù)權利要求16～18中的任一項所述的厚度鍛壓方法，其特征在于在輔助加工的壓下量與主加工的壓下量之比為r的情況下，上述輔助加工的壓下量為(H-h)×r(r≥0.025)以上。
20．根據(jù)權利要求16～18中的任一項所述的厚度鍛壓方法，其特征在于在輔助加工的壓下量與主加工的壓下量之比為r的情況下，上述輔助加工從主加工的壓下量超過(H-h)×(1-r)的位置開始。
21．根據(jù)權利要求20所述的厚度鍛壓方法，其特征在于用同一金屬模同時進行上述主加工和輔助加工。
22．一種板坯成形方法，其特征在于用厚度壓下鍛壓機對板坯進行厚度壓下，厚度壓下鍛壓機打開之后，用側向壓下鍛壓機進行側壓。
23．一種厚度鍛壓裝置，其特征在于包括對板坯進行厚度壓下的厚度壓下鍛壓機；設在該厚度壓下鍛壓機的下游側，對板坯的寬度進行壓下的側向壓下鍛壓機；當厚度壓下鍛壓機打開時，使側向壓下鍛壓機隨即動作的控制裝置。
24．根據(jù)權利要求23所述的厚度鍛壓裝置，其特征在于在上述側向壓下鍛壓機的下游側設有檢測板坯寬度的寬度檢測器，上述控制裝置對側向壓下鍛壓機的開度進行調整，以使寬度檢測器的檢測值達到規(guī)定值。
25．一種厚度鍛壓方法，該鍛壓方法用具有主加工面的金屬模對上述熱板坯進行鍛壓，該主加工面是由相對于熱板坯前進方向朝入口側方向傾斜的傾斜部、和與該傾斜部相連接、并與上述前進方向平行的平行部構成的，其特征在于上述熱板坯與金屬模開始接觸的面是上述傾斜部和平行部之間的過渡區(qū)域及上述平行部的一部分。
26．根據(jù)權利要求25所述的厚度鍛壓方法，其特征在于在上述金屬模的主加工面中的至少與熱板坯相接觸的接觸面上涂敷潤滑劑。
27．一種厚度鍛壓方法，其特征在于用至少具有由入口側傾斜部和平行部構成的主加工面的金屬模對熱板坯進行鍛壓時，只向金屬模的平行部供潤滑劑，以減小熱板坯與金屬模之間的摩擦系數(shù)。
全文摘要
熱軋鋼板的生產裝置及生產方法,是對連鑄后的板坯進行粗加工和精軋加工,冷卻之后進行卷取,其中粗加工是將連鑄后的板坯減薄加工成薄板坯,精軋加工是對該薄板坯進行軋制、將其軋制成規(guī)定厚度的熱軋鋼帶。粗加工中的至少一部分使用一對具有入口側的傾斜部6b和出口側的平行部6a的金屬模6。另外,在用金屬模在厚度方向上對材料進行厚度鍛壓之前,要在寬度方向上對材料的前端部及后端部中的至少一端進行壓下使其預成形。
文檔編號B21B1/26GK1311065SQ01110910
公開日2001年9月5日 申請日期2001年2月28日 優(yōu)先權日2000年3月1日
發(fā)明者西井崇, 三上昌夫, 石井肇, 井出賢一, 巖波紀夫, 長田史郎, 村田早登史, 升田貞和 申請人:石川島播磨重工業(yè)株式會社, 日本鋼管株式會社