JP2006068766A - 鋼片の圧延方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の長さに切断した鋼片の端面の形状を所望の形状にして圧延できる鋼片の圧延方法を提供する。
【解決手段】半円柱形の圧痕ｈを両端面５，６に有する鋼片Ｍ１の端面５，６寄りにおいて対向する一対の側面１，３に対し、当該端面５，６を可及的に変形させないように鍛伸するに際し、一対の金敷８，９間で圧下を加える方向に沿った端面５，６の高さＬに対する金敷８，９とのラップ長さｒ１を４０〜６０％とする鍛造工程と、その後で行う熱間圧延工程と、を含む鋼片の圧延方法。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば連続鋳造した鋳片などの鋼片の端部形状を所望の形状にして熱間圧延する鋼片の圧延方法に関する。

溶鋼などを水冷鋳型に注湯して周辺から凝固し始めた連続鋳造片を、ガイドロールによって下向きに引き抜き、更に中心部付近まで凝固した連続鋳造片を、ピンチロールによつて水平方向に走行させる連続鋳造法が広く行われれている。
ところで、上記連続鋳造片の軸方向に沿った中心部には、センターポロシティ（収縮孔）やザク疵と称される内部欠陥が生じ易く、これらが鋳片の切断面に露出すると、酸素を吸引して酸化して腐食する。係る腐食を含む端面を有する鋳片を圧延工程で圧延すると、得られた圧延材の軸方向に沿って腐食部が引き延ばされる。この結果、かなりの長さにわたり端部を切断して除去せざるを得ないため、圧延材の歩留まりが著しく低下する、という問題があった。

前記鋳片のセンターポロシティなどに起因して発生する鋳片の酸化を防止するため、完全凝固した連続鋳造材を走行させたまま、所定長さに切断する部分を所定の式を満たす圧下率でプレスした後、当該プレス部分を切断する鋳片の内部酸化防止方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記鋳片の内部酸化防止方法では、切断面に露出する欠陥をかなり圧着できる反面、鋳片の側面にプレスヘッドの突起が食い込んだ凹部が残り、係る凹部が圧延工程で長手方向に沿って引き延ばされるため、前記同様に得られる圧延材の歩留まりが著しく低下する、という問題があった。

特開平５−１５９５８号公報（第１〜５頁、図１）

一方、鋳造片の４面を予め圧下する熱間鍛造を施した後、得られた鍛造ビレットを分塊圧延することにより、分塊圧延時のフィシュテールを短くして、歩留まりを高める金属の圧延方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかし、上記金属の圧延方法における熱間鍛造では、鍛造ビレットの自由端を中心部が張り出した通称タン形状とすることのみを開示するに留まっている。このため、上記自由端におけるフィシュテール形状を確実に防止するには、実用的には不十分であった。

特開２００１−３４７３０２号公報（第１〜５頁、図１）

本発明は、前述した背景技術における問題点を解決し、所定の長さに切断した鋼片の端面に露出する内部欠陥の酸化などを確実に防止しつつ所望の端面形状とし且つ歩留まりを高められる鋼片の圧延方法を提供する、ことを課題とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、上記課題を解決するため、鋼片の端面付近における対向する一対の側面を一対の金敷で所定のラップ長さにして鍛造する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の鋼片の方法（請求項１）は、鋼片を鍛伸するに際し、当該鋼片の端部と金敷とのラップ長さを調整することにより、当該鋼片の端部の形状を所望の形状に成形する鍛造工程と、係る鍛造された鋼片を熱間圧延する圧延工程と、を含む、ことを特徴とする。

これによれば、上記鍛伸時のラップ長さを長くして、鋼片の端面を中心部が張り出す凸形状としたり、あるいは、上記ラップ長さを短くして、鋼片の端面を中心部が凹むいわゆるフィシュテール形状とすることが容易に制御できる。このため、後述するように、鋼片の端面における酸化などを防止し且つ次の圧延工程における歩留まりを高めることが可能となる。上記ラップ長さの調整とは、鋼片の軸方向の自由端部寄りにおける金敷との重複する長さ（ラップ長さ）を、当該鋼片を圧下する方向に沿った高さの約２分の１よりも大にすると、鋼片の端面を中心部が張り出す凸形状とし易く、上記ラップ長さが上記高さの約２分の１未満にすると、鋼片の端面を中心部が凹むフィシュテール形状とし易くなることなどを選択するものである。
尚、前記鋼片には、連続鋳造された鋳片やインゴットを熱間鍛造した鋼片などが含まれる。また、前記鍛伸とは、上下一対の金敷間で鋼片をその径方向に沿って圧下する自由鍛造を指す。

また、本発明には、前記鍛造工程は、角形断面または円形断面を有する前記鋼片の端面寄りの対向する一対の側面に対し、当該鋼片の端面を可及的に変形させないため、一対の金敷で圧下を加える方向に沿った上記鋼片の端面の高さに対する一対の金敷ごととのラップ長さを４０〜６０％とした鍛伸である、鋼片の圧延方法（請求項２）も含まれる。

これによれば、端面に圧痕やバリのない鋼片を、係る端面の形状を下級的に変形させることなく、圧下する鍛造が行えるため、内部欠陥を圧縮し且つ上記端面に露出する事態を低減することができる。従って、鋼片またはこれの圧延した圧延材の端部を切除することにより、歩留まりを高めつつ端面が酸化していない鋼片およびこれを圧延した圧延材などを確実に提供することが可能となる。
尚、上記鍛伸時のラップ長さを上記高さの４０〜６０％としたのは、４０％未満では端面が後述するフィシュテール（魚の尾）形状になり、６０％超では端面の中央部が張り出す凸面となるので、これを除くためである。また、前記鋼片の角形断面には、長方形や正方形が含まれる。更に、円形断面の鋼片における一対の側面とは、半径方向で互いに対向する一対の側面（曲面）の呼称であり、それらの範囲は円形断面の円周方向における約９０度ずつの角度の範囲である。

更に、本発明には、前記鍛造工程は、角形断面または円形断面を有する前記鋼片の端面寄りの対向する一対の側面に対し、当該鋼片の端面を中心部が凹み上記一対の側面付近が外側に延びるフィシュテール形状にするため、一対の金敷で圧下を加える方向に沿った上記鋼片の端面の高さに対する一対の金敷ごととのラップ長さを４０％未満とした鍛伸である、鋼片の圧延方法（請求項３）も含まれる。

これによれば、例えばセンターポロシティなどの内部欠陥を圧縮した圧痕が端面に露出している鋼片において、上記圧痕を含む側面とこれに対向する側面とに対し、上記短いラップ長さで圧下を行うことにより、上記圧痕を当該鋼片の端面におけるフィシュテール部の最外端部の位置に移すことができる。しかも、端面付近の鋼片内部における内部欠陥を圧縮することもできる。従って、鋳片またはこれの圧延した圧延材の端部を切除することで、鍛造後の変形した圧痕を確実に除去できるため、歩留まりを高めつつ端面の酸化や圧痕跡のない鋼片およびこれを圧延した圧延材を確実に提供することが可能となる。
尚、上記高さに対する金敷のラップ長さは、望ましくは１０〜３０％である。係るラップ長さが１０％未満になると、鋼片の端面が著しく変形して不安定になり易いので、これを防ぐためである。

また、本発明には、前記鍛造工程は、角形断面または円形断面を有する前記鋼片の端面寄りの対向する一対の側面に対し、当該鋼片の端面を中心部が張り出す凸面にするため、一対の金敷で圧下を加える方向に沿った上記鋼片の端面の高さに対する一対の金敷ごととのラップ長さを６０％超とした鍛伸である、鋼片の圧延方法（請求項４）も含まれる。
これによれば、熱間圧延で過度にフィシュテール形状に圧延され且つ中心部が裂け易い鋼片における一対の側面に対して、上記長いラップ長さで鍛造することにより、中心部が張り出した凸面の端面が得られる。このため、その後で行う熱間圧延において、上記裂けを防ぐことが可能となる。しかも、端面付近の鋼片内部における内部欠陥を圧縮することもできる。従って、鋼片またはこれの圧延した圧延材の端部を切除することで、歩留まりを高めつつ端面の酸化や圧痕跡のない鋼片およびこれを圧延した圧延材を確実に提供することが可能となる。
尚、上記高さに対する金敷のラップ長さは、望ましくは７０％以上である。

以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、図示しない水冷鋳型で鋳造され且つ周辺から順次凝固した断面角形の連続鋳造片（以下、鋼片とする）Ｍ０の一部を模式的に示す斜視図である。
この鋼片Ｍ０は、断面が長方形（角形）で、その中心付近には、図１に示すように、内部に残留していた溶湯の凝固収縮に伴うセンターポロシティやザク疵などの欠陥ｋが軸方向に沿って位置している。尚、鋼片Ｍ０は、普通鋼やステンレス鋼からなり、その断面サイズは、８５０ｍｍ×６５０ｍｍである。
次に、図２に示すように、鋼片Ｍ０において、追って切断される位置である切断予定線Ｓ上またはその付近の側面に、円柱形のポンチＰを中心部に向かってプレスする。尚、係るプレスは、約１１００℃の鋼片Ｍ０に対して行われる。

この結果、図２に示すように、切断予定線Ｓの中間を遮断する位置に、直径：７０〜１００ｍｍ×深さ：約１５０ｍｍの円柱形で且つ断面凹形の圧痕Ｈが形成される。係る圧痕Ｈは、長手方向で等間隔に位置する複数の切断予定線Ｓごとに、且つ鋼片Ｍ０の断面における一対の短辺のうち、同じ側面に対して形成される。
次いで、上記圧痕Ｈを含む切断予定線Ｓごとに沿って鋼片Ｍ０を順次切断することで、図３に示すように、長さ３メートルの細長い直方体の鋼片Ｍ１が得られる。尚、係る切断には、エメリソーやシャーのほか、溶断も用いられる。
係る鋼片Ｍ１は、図３に示すように、断面において短辺である一対の側面１，３と、断面において長辺である一対の側面２，４と、両端の端面５，６とを含む。係る端面５，６には、前記圧痕Ｈをほぼ半分に切断した半円柱形の圧痕ｈと前記欠陥ｋの一部とが露出する。各圧痕ｈは、側面２と端面５，６との間（コーナ）に位置する。

更に、図４〜図６に示すように、鋼片Ｍ１における一対の側面１，３に対し、一対の金敷８，９を用いて、側面１，３間で約２００ｍｍを圧縮する圧下を順次加える熱間鍛造（鍛伸）を行う。係る熱間鍛造は、鋼片Ｍ１をその軸方向に沿って走行させつつ、側面１，３の長手方向に沿って複数回の鍛伸を順次行う１パス目のものである。
図４に示すように、鋼片Ｍ１における端面５寄りの側面１，３に対し、断面がほぼ台形の金敷８，９を対向して配置する。係る金敷８，９の打撃面８ａ，９ａは、図４に示す鋼片Ｍ１の長手（軸）方向に沿った長さＬが８５０ｍｍで、図４の前後方向に沿った長さが約１メートルである。
図４に示すように、金敷８，９の打撃面８ａ，９ａと鋼片Ｍ１における端面５寄りの一対の側面１，３とのラップ長さｒ１を、鋼片Ｍ１に圧下が加わる方向に沿った高さＬの４０〜６０％（ラップ率）になるように設定する。尚、前記切断後に常温となった鋼片Ｍ１は、約１２００℃に再加熱されている。

図４の中の矢印で示すように、金敷８，９を互いに接近させ、鋼片Ｍ１における端面５寄りの一対の側面１，３に対し、打撃面８ａ，９ａを約３０００ｔｏｎの荷重により鍛伸を行う（１パス目の最初の鍛伸）。
その結果、図５に示すように、端面５寄りの一対の第１側面１，３は、２００ｍｍの圧下量ｔをもって圧縮される。この際、端面５付近の鋼片Ｍ１内では、当該鋼片Ｍ１の中心部に向かう一対の押圧力Ｘと、鋼片Ｍ１の軸方向に沿った一対の引き込み力Ｙとが、ほぼ同等の大きさにして発生する。このため、鋼片Ｍ１の端面５は、当初の形状を可及的に変形しないか、図５に示すように、中心部が僅かに外側に張り出す凸面形状に留められる。

係る鍛伸の間において、鋼片Ｍ１における端面５寄りの内部欠陥ｋを圧縮できると共に、図５に示すように、同様に圧縮された圧痕ｈ１を、鍛造後の鋼片Ｍ１における最外端部（図５で右端）寄りに位置させることができる。
引き続いて、図６中の二点鎖線の矢印に示すように、図示で右側に走行する鋼片Ｍ１における一対の側面１，３に対し、その長手方向に沿って、図６中の一点鎖線の矢印に示すように、金敷８，９をその打撃面８ａ，９ａ全体で前記と同じ圧下量ｔで順次鍛伸を行う（１パス目の２回目〜ｎ回目の鍛伸）。

そして、端面６寄りの側面１，３が、金敷８，９間に至った際に、打撃面８ａ，９ａと側面１，３とを、前記ラップ長さｒ１にした状態で、１パス目の最後の鍛伸を前記同様にして行う。
この結果、鋼片Ｍ１中の欠陥ｋを全て圧縮でき、且つ同様に圧縮された端面６の圧痕ｈ１を、図６に示すように、１パス目の全鍛伸後の鋼片Ｍ２における最外端部（図６で左端）寄りに位置させることができる。
尚、１パス目の全鍛伸後の鋼片Ｍ２の断面は、６５０ｍｍ×７５０ｍｍとなる。

次に、図７〜図９に示すように、鋼片Ｍ２における異なる一対の側面２，４に対し、一対の金敷８，９を用いて側面２，４間で約２００ｍｍを圧縮する圧下を順次加える鍛造工程を行う。係る鍛造は、鋼片Ｍ２を軸方向に沿って走行させつつ、側面２，４の長手方向に沿って複数回の鍛伸を順次行う２パス目のものである。図７に示すように、予め鋼片Ｍ２をその断面方向で９０度回転させる。
図７に示すように、鋼片Ｍ２における端面６寄りの側面２，４に対し、前記と同じ金敷８，９を対向して配置する。尚、前記と別個の金敷８，９を用いる際には、上記鋼片Ｍ２の回転は行われない。
図７に示すように、金敷８，９の打撃面８ａ，９ａと鋼片Ｍ２における端面６寄りの一対の側面２，４とのラップ長さｒ２を、鋼片Ｍ１に圧下が加わる方向に沿った高さＬの１０〜２５％（ラップ率）の範囲（４０％未満）に設定する。

図７の中の矢印で示すように、金敷８，９を互いに接近させ、鋼片Ｍ２における端面６寄りの一対の側面２，４に対し、打撃面８ａ，９ａを前記同様の荷重により鍛伸を行う（２パス目の最初の鍛伸）。
このため、図８に示すように、端面６寄りの一対の側面２，４は、２００ｍｍの圧下量ｔをもって圧縮される。この際、端面６付近の鋼片Ｍ２内では、当該鋼片Ｍ１の中心部に向かう一対の押圧力Ｘと、鋼片Ｍ１の軸方向に沿った引き込み力Ｙとが発生する。
その結果、端面６は、図８に示すように、側面２，４の端面６付近が外側に延び出し且つ中心部が内側に凹むフィッシュテール（魚の尾）形状となる。

係る鍛伸の間において、鋼片Ｍ２における端面６寄りの内部欠陥ｋを圧縮できると共に、図８に示すように、更に圧縮された圧痕ｈ２を、鍛伸後の鋼片Ｍ２における最外端部（図８で左端）寄りに位置させることができる。
引き続いて、図９中の二点鎖線の矢印に示すように、図示で左側に走行する鋼片Ｍ２における一対の側面２，４に対し、その長手方向に沿って、図９中の一点鎖線の矢印に示すように、金敷８，９の打撃面８ａ，９ａ全体により、前記と同じ圧下量ｔで順次鍛伸を行う（２パス目の２回目〜ｎ回目の鍛伸）。
そして、端面５寄りの側面２，４が、金敷８，９間に至った際に、打撃面８ａ，９ａと側面２，４とを、前記ラップ距離ｒ２とした状態で、２パス目の最後の鍛伸を前記同様にして行う。

この結果、鋼片Ｍ２中の欠陥ｋを全て一層圧縮でき、且つ同様に圧縮された端面６の圧痕ｈ２を、図９に示すように、鍛伸後の鋼片Ｍ３における最外端部（図９で右端）寄りに押し出すことができる。２パス目の全鍛伸後の鋼片（スラブ）Ｍ３の断面は、７００ｍｍ×５５０ｍｍとなる。これにより、後述するように、圧痕ｈ２を含む端部を切除することにより、端面の酸化を確実に防ぎ且つ歩留まりの低下を抑制することが可能となる。
以上のような１パス目および２パス目の前後おける鋼片Ｍ１〜Ｍ３の断面形状の変化と、圧痕ｈ、ｈ１、ｈ２の変化との概略を、図１０において示す。尚、図１０中で白抜きの矢印は、前記金敷８，９による圧下方向を示す。

また、鋼片Ｍ３の断面積を更に小さくするため、３パス目および４パス目の鍛伸を行って一層縮小された鋼片Ｍ５，Ｍ６としても良く、上記各パス目の最初の鍛伸および最後の鍛伸にも、前記ラップ長さｒ１またはラップ長さｒ２を用いる。
更に、前記鋼片Ｍ０の先端部または後端部において、前記ポンチＰによる圧痕Ｈを設けずに切断した鋼片Ｍ１〜Ｍ３の端面では、係る端面寄りにおける一対の側面に対しては、金敷８，９とのラップ長さを、７０〜１００％（６０％超）とした鍛伸により行っても良い。特に、熱間圧延でフィシュテール形状に圧延され易く且つ中心部に裂けが生じ易い鋼種からなる鋼片Ｍ０の場合には、上記端面を上記条件の鍛伸により中心部が張り出した凸面形状とすることで、追って行う熱間圧延時における上記裂けを防ぐことが可能となる。

図１１は、前記鋼片（スラブ）Ｍ３を一対のロールＲ１，Ｒ２間に通して分塊圧延（熱間圧延）する圧延工程を示し、ポンチによる圧痕ｈ２を含まない側面１，３を強圧下する場合を示す。即ち、図１１の左側に示すように、鋼片Ｍ３をその端面５側から、ロールＲ１，Ｒ２間に約１５％以上の圧下率で分塊圧延を行う。この際、ロールＲ１，Ｒ２に接する側面１，３の端面５寄りのフィッシュテール部の外側への延びを極力抑制するようにする。
その結果、図１１の右側に示すように、ロールＲ１，Ｒ２間を通った圧延製品Ｗの端面における圧痕ｈ３は、フィシュテール部間の中央で且つ当該製品Ｗの中央寄りに移行する距離を短くできる。この結果、得られた製品Ｗの端部を短く切除するだけで、所要の圧延製品Ｗを歩留まり良く得ることが可能となる。

図１２は、前記鋳片（スラブ）Ｍ３を一対のロールＲ１，Ｒ２間に通して分塊圧延（熱間圧延）する圧延工程を示し、ポンチによる圧痕ｈ２を含む側面２，４を軽圧下する場合を示す。即ち、図１２の左側に示すように、鋼片Ｍ３をその端面５側から、ロールＲ１，Ｒ２間に約２０％以下の圧下率で分塊圧延を行う。この際、ロールＲ１，Ｒ２に接する側面２，４の端面５寄りのフィッシュテール部の外側への延びを助長するようにする。
その結果、図１２の右側に示すように、ロールＲ１，Ｒ２間を通った圧延製品Ｗの端面における圧痕ｈ３は、上下一対のフィシュテール部の中央で且つ当該製品Ｗの外側端寄りに押し出される。これによっても、得られた圧延製品Ｗの端部を短く切除するだけで、所要の製品Ｗを歩留まり良く得ることが可能となる。

ここで、本発明の具体的な実施例について、比較例と併せて説明する。
予め、断面長方形の鋳込孔を有する図示しない水冷鋳型に、溶鋼を注湯して周辺から徐々に凝固させつつ公知のガイドロールやピンチロールによって、断面角形の連続鋳造片（以下、鋼片という）Ｍ０を引き抜きつつ走行させた。
尚、鋼片Ｍ０は、Ｃ：０．４wt％、Ｓｉ：０．２４wt％、Ｍｎ：０．６５wt％、Ｐ≦０．０３wt％、Ｓ≦０．０３wt％、残部：Ｆｅ（ＪＩＳ：Ｓ４３Ｃ）の組成であり、断面のサイズが８５０ｍｍ×６５０ｍｍであると共に、中心部に沿って前記センターポロシティなどの欠陥ｋが内蔵されている。
前記同様に、約１１００℃の鋼片Ｍ０における切断予定線Ｓ上で且つ短辺の側面の一方に、円柱形のポンチＰを中心部に向かってプレスした。係るプレスにより、直径８０ｍｍ×深さ１００ｍｍの円柱形の圧痕Ｈを、上記側面の長手方向に沿って３メートル間隔の複数の切断予定線Ｓ上ごとに形成した。

次に、圧痕Ｈを含む切断予定線Ｓごとに沿って鋼片Ｍ０を順次シャーにより切断し、長さ３メートルの細長い直方体の鋼片Ｍ１を複数本得た。
係る鋼片Ｍ１は、前記同様に、断面にて短辺である一対の側面１，３と、断面にて長辺である一対の側面２，４と、両端の端面５，６とを含む。このうち、側面２と端面５，６との間（コーナ）には、前記圧痕Ｈをほぼ半分に切断した半円柱形の圧痕ｈと前記欠陥ｋの一部とが露出し、且つ各圧痕ｈは、側面２に開口している。
次に、約１２００℃に再加熱した鋼片Ｍ１における一対の側面１，３に対し、前記一対の金敷８，９を用いて断面で約２００ｍｍを圧縮する鍛伸を順次行った。係る鍛伸は、鋳片Ｍ１をその軸方向に沿って走行させつつ、一対の側面１，３の長手方向に沿って複数回の鍛伸を順に行う１パス目である。

前記同様に、鋼片Ｍ１における端面５寄りの側面１，３に対し、断面がほぼ台形の金敷８，９を対向して配置した。係る金敷８，９の打撃面８ａ，９ａは、鋼片Ｍ１における鋼片Ｍ１の軸方向に沿った長さＬが８５０ｍｍで、鋼片Ｍ１の幅（径）方向に沿った長さが１．１メートルである。
表１に示すように、金敷８，９の打撃面８ａ，９ａと、鋼片Ｍ１の端面５寄りの一対の側面１，３とのラップ率が、当該鋼片Ｍ１に圧下を加える方向に沿った高さＬに対して、２３．５％、４７．５％、５８．８％（ラップ率）になるように、両者のラップ長さｒ１を、２００ｍｍ、４００、５００ｍｍの何れかに設定した。係るラップ距離ｒ１ごとに３本ずつの鋼片Ｍ１を用意した。尚、１パス目の最初と最後の鍛伸は、圧痕ｈのない側面１，３を鍛造するに際し、端面５，６を可及的変形させないように行うべきものである。

前記同様に、金敷８，９を互いに接近させ、各鋼片Ｍ１における端面５寄りの一対の側面１，３に対し、打撃面８ａ，９ａを約３０００ｔｏｎの荷重により鍛伸する第１鍛造工程（１パス目の最初の鍛伸）を行った。
これにより、端面５寄りの一対の側面１，３は、２００ｍｍの圧下量ｔをもって圧縮された。この際、端面５付近の鋼片Ｍ１内では、当該鋼片Ｍ１の中心部に向かう一対の押圧力Ｘと、これよって鋼片Ｍ１の軸方向に沿った一対の引き込み力Ｙとが、接触面積（ラップ率）に応じて発生する。その結果、各鋼片Ｍ１の端面５は、表１に示すように、側面１，３が端面５よりも外側に延びる凹面、ほぼ当初の平面形状のまま、または中心部が外側に張り出す凸面、の何れかとなった。
各鋼片Ｍ１の端面５寄りに位置する第１鍛造工程後の圧痕ｈ１について、各鋼片Ｍ１ごとの最外端部から距離を測定し、これらを表１に示した。
各鋼片Ｍ１ごとに、端面５付近から端面６付近までの側面１，３に対し、金敷８，９を複数回鍛伸し且つ最後の鍛伸を第１鍛造工程と同じ条件で行った。

次いで、１パス目の全鍛伸を受けた各鋼片Ｍ２を、それぞれ断面方向で９０度回転させた後、各鋼片Ｍ２における端面６寄りの異なる一対の側面２，４に対し、前記と同じ金敷８，９を対向して配置した。
表１に示すように、前記３種類のラップ率ごとに３本ずつの鋼片Ｍ２について、金敷８，９の打撃面８ａ，９ａと端面６寄りの一対の側面２，４とのラップ率が、鋼片Ｍ２の圧下が加わる方向に沿った高さＬの１３，３％、２６．７％、４０．０％（ラップ率）になるように、両者のラップ長さｒ２を、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍの範囲に設定した。尚、２パス目の最初と最後の鍛伸は、圧痕ｈを有する側面２とこれに対向する側面４とを鍛伸するに際し、端面５，６をフィッシュテール形状になるように行うべきものである。
前記と同じ条件で、金敷８，９を互いに接近させ、鋼片Ｍ２における端面６寄りの一対の側面２，４に対し、打撃面８ａ，９ａを前記同様の荷重により鍛伸する第２鍛造工程（２パス目の最初の鍛伸）を行った。

尚、表１に示すように、本発明の第１鍛造工程のラップ率４０〜６０％で且つ上記第２鍛造工程のラップ率４０％未満の範囲に含まれる鋼片Ｍ１，Ｍ２を実施例１〜４とし、これら以外を比較例１〜５とした。
第２鍛造工程により、各鋼片Ｍ２における端面６寄りの一対の側面２，４を、２００ｍｍの圧下量ｔをもって鍛伸した。この際、端面６付近の鋼片Ｍ２内では、当該鋼片Ｍ１の中心部に向かう一対の押圧力Ｘと、鋳片Ｍ１の軸方向に沿った引き込み力Ｙとが、それぞれの接触面積（ラップ率）に応じて発生する。

その結果、各鋼片Ｍ２の端面６は、表１の右側に示すように、側面２，４付近が端面６よりも外側に延びる凹面、ほぼ当初の平面形状のまま、または中心部が外側に張り出す凸面、の何れかとなった。
各鋼片Ｍ２の端面５寄りに位置する第２鍛造工程後の圧痕ｈ２について、各鋼片Ｍ２ごとの最外端部から距離を測定し、これらを表１の右端に示した。
各鋼片Ｍ２ごとに、端面６付近から端面５付近までの側面２，４に対し、金敷８，９を複数回鍛伸し、且つ最後の鍛伸を第２鍛造工程と同じ条件で行って、各例ごとの鋼片Ｍ３を得た。

表１によれば、実施例１〜４では、第１鍛造工程後の圧痕ｈ１の端部からの距離が１００ｍｍ以下で、且つ第２鍛造工程後の圧痕ｈ２の端部からの距離が９０ｍｍ以下であり、特に実施例１は、各距離が９０ｍｍ、６０ｍｍと最短であった。
一方、表１によれば、比較例１〜５では、第１鍛造工程後の圧痕ｈ１の端部からの距離が１００ｍｍ以上で且つ第２鍛造工程後の圧痕ｈ２の端部からの距離が１００ｍｍ以上であった。特に、比較例２は、上記各距離が１３０ｍｍ、１２０ｍｍと長く、比較例５は、圧痕ｈ２の端部からの距離が１４０ｍｍと最長であった。

上記結果は、実施例１〜４は、鋼片Ｍ１への第１鍛造工程の前記ラップ率が約４８％または約５９％と前記本発明の範囲（４０〜６０％）内であったため、鍛伸された端面の形状がほぼ平面形状か極く小さな凸面になり、圧痕ｈ１がほぼ当初の端面の位置にあった。次に、鋼片Ｍ２への第２鍛造工程の前記ラップ率が約１３％または約２７％と前記本発明の範囲（４０％未満）内であったため、鍛伸された端面の形状がフィシュテール形となり且つその最外端部に圧痕ｈ２が押し出されたことによるものである。

一方、比較例２は、鋼片Ｍ１への第１鍛造工程の前記ラップ率が約２４％と前記範囲（４０〜６０％）よりも小さかったため、鍛伸された端面の形状がフィシュテール形となり且つその中間の底部（内部寄り）に圧痕ｈ１が移行していた。このため、鋼片Ｍ２への第２鍛造工程の前記ラップ率が約２７％と前記の範囲（４０％未満）内であったにも拘わらず、鍛伸された端面の形状がフィシュテール形となって、その中間の底部に圧痕ｈ２が移行していた。
また、比較例５は、鋼片Ｍ１への第１鍛造工程の条件が実施例３，４と同じであり同様な凸面を形成したが、鋼片Ｍ２に対する第２鍛造工程の前記ラップ率が約４０％と前記範囲（４０％未満）よりも大きかったため、鍛伸された端面の形状が顕著な凸面となり、その端部から圧痕ｈ２までの距離が１４０ｍｍと最長となった。尚、比較例１，３，４は、第１または第２鍛造工程の何れかまたは双方が前記範囲を外れたため、上記比較例２，５の何れかと同様な挙動となった。
実施例１〜４の結果から、本発明の作用が理解され且つ効果が裏付けられた。

図１３は、円形断面の鋼片ｍ０の一部を示す。係る鋼片ｍ０もその中心軸に沿って前記同様の欠陥ｋが分布している。図１３に示すように、追って切断される位置である切断予定線Ｓ上に、ポンチＰを当該鋼片ｍ０の中心部に向かってプレスし、前記同様の圧痕Ｈを上記線Ｓごとに形成する。
次に、切断予定線Ｓごとに沿って鋳片ｍ０を順次切断することで、図１４に示すように、所定長さの円柱形を呈する鋼片ｍ１が得られる。
鋼片ｍ１は、半分に切断された半円柱形の圧痕ｈを有する端面１５，１６と、図１４で前後に位置する一対の側面１１，１３と、係る側面１１，１３と円周方向で約９０度ずつ異なる位相に位置し且つ上記圧痕ｈを含む周側面１２およびこれに対向する側面１４と、を備える。尚、側面１１〜１４は、鋼片ｍ１の円周面におけ約９０度ずつの範囲の曲面で、且つ境界が重複し得る曲面の相対的な呼称である。

次いで、鋼片ｍ１に対し、第１鍛造工程を施す。図１５の左側に示すように、金敷１７の凹んだ打撃面１８に、鋼片ｍ１の端面１５寄りに位置する一対の側面１１，１３の後者を載置し、且つ前者を上向き姿勢にする。この際、圧痕ｈは横向きとなる。金敷１７の打撃面１８は、断面が半円形よりも半径が浅いほぼ弓形状であり、対の金敷２０の打撃面２２も同じ断面形状である。
図１５中の左側の矢印で示すように、上方の金敷２０を下降させ、その打撃面２２よって鋼片ｍ１の側面１１に鍛伸を加える。この際、一対の側面１１，１３と打撃面１８，２２とのラップ長さが、鋼片Ｍ１に対して圧下が加わる方向に沿った高さ（直径）の４０〜６０％（ラップ率）とになるように調整し、且つ前記同様の圧下量ｔの圧下を加える鍛伸を熱間で行う。

その結果、図１５の右側に示すように、円形断面の前記鋼片ｍ１は、金敷１７，２０の打撃面１８，２２が形成するほぼ楕円形の断面に鍛伸された鋼片ｍ２となる。同時に、図１６の右側に示すように、鋼片ｍ２の端面１５は中心部が僅かに張り出した凸面となる。更に、前記圧痕ｈは、圧縮された圧痕ｈ１となると共に、係る圧痕ｈ１は、鋼片ｍ２の端面１５における最外端部（図１６で右端）の位置に押し出される。
引き続いて、図１６中の二点鎖線の矢印に示すように、図示で右側に走行する鋼片ｍ２の一対の側面１１，１３に対し、その長手方向に沿って、図１６中の一点鎖線の矢印に示すように、金敷１７，２０を前記同様の圧下量ｔで順次鍛伸を行う（１パス目の２回目〜ｎ回目の鍛伸）。

更に、断面方向に９０度回転させた鋼片ｍ２に対し、第２鍛造工程を施す。即ち、図１７の左側に示すように、金敷１７の凹んだ打撃面１８に、鋼片ｍ２の端面１６寄りに位置する一対の側面１２，１４の後者を載置し、且つ前者を上向き姿勢にする。この際、圧痕ｈ１は、図示のように上向きとなる。
図１７の左側中の矢印で示すように、上方の金敷２０を下降させ、その打撃面２２によって鋼片ｍ２の側面１２を鍛伸する。この際、一対の側面１２，１４と打撃面１８，２２とのラップ長さが、鋼片Ｍ２の圧下が加わる方向に沿った長さの４０％未満（ラップ率）とになるように調整し、且つ前記同様の圧下量ｔの圧下を加える鍛伸を熱間で行う。

その結果、図１７の右側に示すように、断面ほぼ楕円形の前記鋼片ｍ２は、金敷１７，２０の打撃面１８，２２が形成する円形断面に鍛伸された鋼片ｍ３となる。同時に、図１８の左側に示すように、鋼片ｍ３の端面１６は、中心部が凹み側面１２，１４付近が張り出したフィッシュテール形状となる。更に、前記圧痕ｈ１は、更に圧縮された圧痕ｈ２となると共に、係る圧痕ｈ２は、端面１６における最外端部（図１８で左端）寄りに押し出される。
引き続いて、図１８中の二点鎖線の矢印に示すように、図示で左側に走行する鋼片ｍ３の一対の側面１２，１４に対して、その長手方向に沿って、図１８中の一点鎖線の矢印に示すように、金敷２４，２７により前記同様の圧下量ｔで順次鍛伸を行う（２パス目の２回目〜ｎ回目の鍛伸）。

以上の鍛造工程を経て得られた鋼片ｍ３は、前記欠陥ｋが圧縮され、且つ端面１５，１６に露出しにくくなるため、係る端面１５，１６の酸化を防止できる。
そして、鋼片ｍ３は、前記同様の分塊圧延（熱間圧延）による圧延工程を施される。その結果、得られる圧延製品の端面における圧痕ｈ３は、上下一対のフィシュテール部の中央で且つ当該製品の最外側寄りに押し出される。これによっても、得られた圧延製品の端部を短く切除するだけで、所要の製品を歩留まり良く得ることが可能となる。しかも、上記圧延製品の端面には、前記欠陥ｋが露出しなくなるため、係る端面の酸化も防止できる。

本発明は、前記実施の形態および実施例に限定されるものではない。
例えば、前記鋼片Ｍ０は、断面正方形であっても良く、この場合、ポンチＰのプレスによる圧痕Ｈは、当該鋼片Ｍ０の任意の側面に施されると共に、係る圧痕Ｈの位置と関係なく、対向する一対の側面および残りの一対の側面のどちらを先に鍛造しても良い。
また、前記鋼片Ｍ０，Ｍ１〜Ｍ３には、ほぼ正方形や長方形であって且つ四隅にアールが付された断面形状のものも含まれる。
更に、鍛造工程に用いる一対の金敷は、側面視の断面が前記ほぼ台形状を呈するものに限らず、前記鋼片Ｍ１，Ｍ２に対して前記ラップ率を設定できる平坦な打撃面を有するものであれば、任意形状のものを用いることができる。

本発明が適用される鋼片の一部を模式的に示す斜視図。 上記鋼片ポンチで圧痕を形成する工程を示す斜視図。 上記圧痕を含む切断予定線で所定の長さに切断した鋼片を示す斜視図。 上記鋼片の端面付近の側面に施す第１鍛造工程を示す概略図。 第１鍛造工程の直後における上記鋼片の端面付近を示す概略図。 上記第１鍛造工程を含む１パス目の各鍛伸を示す概略図。 ２パス目の鋼片の端面付近の側面に施す第２鍛造工程を示す概略図。 第２鍛造工程の直後における上記鋼片の端面付近を示す概略図。 上記第２鍛造工程を含む２パス目の各鍛伸を示す概略図。 以上の各鍛造工程における鋼片の断面の変化を示す概略図。 上記鋼片の分塊圧延工程を示す概略図。 上記鋳片の異なる熱間分塊圧延工程を示す概略図。 異なる鋼片にポンチで圧痕を形成する工程を示す斜視図。 上記圧痕付近で上記鋼片を切断した鋼片を示す斜視図。 切断した上記鋼片に施す第１鍛造工程を示す概略断面図。 上記第１鍛造工程を含む１パス目の各鍛伸を示す概略図。 上記鍛造後の鋼片に施す第２鍛造工程を示す概略図。 上記第２鍛造工程を含む２パス目の各鍛伸を示す概略図。

符号の説明

１，２，３，４……………側面
５,６，１５,１６…………端面
８，９………………………金敷
１１，１３…………………一対の側面
１２，１４…………………異なる一対の側面
１７,２０，２４,２６……金敷
Ｍ０，ｍ０…………………連続鋳造片（鋼片）
Ｍ１〜Ｍ３，ｍ１〜ｍ３…鋼片
Ｈ,ｈ１,ｈ２………………圧痕
ｔ……………………………圧下量
Ｌ……………………………高さ
ｒ１，ｒ２…………………ラップ長さ

Claims (4)

1. 鋼片を鍛伸するに際し、当該鋼片の端部と金敷とのラップ長さを調整することにより、当該鋼片の端部の形状を所望の形状に成形する鍛造工程と、
   上記鍛伸された鋼片を熱間圧延する圧延工程と、を含む、
   ことを特徴とする鋼片の圧延方法。
2. 前記鍛造工程は、角形断面または円形断面を有する前記鋼片の端面寄りの対向する一対の側面に対し、当該鋼片の端面を可及的に変形させないため、一対の金敷で圧下を加える方向に沿った上記鋼片の端面の高さに対する一対の金敷ごととのラップ長さを４０〜６０％とした鍛伸である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼片の圧延方法。
3. 前記鍛造工程は、角形断面または円形断面を有する前記鋼片の端面寄りの対向する一対の側面に対し、当該鋼片の端面を中心部が凹み上記一対の側面付近が外側に延びるフィシュテール形状にするため、一対の金敷で圧下を加える方向に沿った上記鋼片の端面の高さに対する一対の金敷ごととのラップ長さを４０％未満とした鍛伸である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼片の圧延方法。
4. 前記鍛造工程は、角形断面または円形断面を有する前記鋼片の端面寄りの対向する一対の側面に対し、当該鋼片の端面を中心部が張り出す凸面にするため、一対の金敷で圧下を加える方向に沿った上記鋼片の端面の高さに対する一対の金敷ごととのラップ長さを６０％超とした鍛伸である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼片の圧延方法。
   

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