JPH0418974B2 - - Google Patents
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- JPH0418974B2 JPH0418974B2 JP61160733A JP16073386A JPH0418974B2 JP H0418974 B2 JPH0418974 B2 JP H0418974B2 JP 61160733 A JP61160733 A JP 61160733A JP 16073386 A JP16073386 A JP 16073386A JP H0418974 B2 JPH0418974 B2 JP H0418974B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shearing
- steel
- shearing blade
- hardness
- blade
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- Shearing Machines (AREA)
- Accessories And Tools For Shearing Machines (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は連続鋳造スラブ、分塊スラブ、等の熱
鋼片の剪断刃物に係り、更に詳しくは多量の熱鋼
片の切断に耐える剪断刃物に関するものである。 〔従来の技術〕 従来より連続鋳造スラブ、分塊スラブ、等の熱
鋼片の切断装置としては各種のものが提案されて
いる。これらのうちの多くは上下の刃部によつて
鋼片に剪断力を与えて切断している。この切断に
用いられる上下の刃物は、例えば第２図ａに示さ
れる構造のものが採用されている。 第２図ａにおいて、符号１で示すものは固定さ
れた上刃、符号２で示すものは昇降自在な下刃
で、両者は被切断材３に対して剪断力を与えるた
めにすれ違い出来る様に平行に配置されている。
この上下刃物を用いて被切断材３を切断すると切
断面は第２図ｂに示す如く切断面形状はだれ４、
剪断面５、破断面６、かえり８が発生する。この
様な剪断刃物１，２を用いて被切断材である熱鋼
片である被切断材３を繰返し切断すると刃物の摩
耗・損傷、等により破断面上の鋼片中央部偏析に
起因する切断ばり７及びかえり８が増加し、次の
鋼板圧延工程で表面疵の発生原因となるため鋼板
圧延後切断除去する必要があり、大幅な鋼板歩留
の低下につながる。 これを防止するための従来の剪断刃物技術とし
ていくつかの文献が公表されている。例えば「わ
が国における最近の分塊技術の進歩」、日本鉄鋼
協会、昭和43年８月１日発行、頁152〜161に提示
されている様に、普通、鍛鋼材を用い刃先に硬度
25〜35HsのCr−Mn鋼溶接材などで溶接して使用
する場合が多く、中には硬度45Hs以上の合金工
具鋼を用いる場合もある。また肉盛法として溶着
金属のきれつを防止しまた安価に肉盛量を増すた
めに下盛りをすることなどがおこなわれている。
これらによる鋼片の熱間切断機用剪断刃物の取替
え周期、いわゆる剪断刃物鋳命は被切断材である
鋼片屯数で２万屯から８万屯が普通であり、最大
でも12万屯であつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、連続鋳造工程又は分塊圧延工程
と熱間圧延工程を直結している省エネルギーをめ
ざした直結プロセス下においては、前後の工程能
力に合わせた切断能力が必要である。また、直結
プロセス下においては温熱鋼片を取扱うため、切
断面に発生する切断ばり及びかえりの熱間での除
去方法が困難で、剪断刃物の取替え周期を早くす
る必要がある。 これに対して「わが国における最近の分塊技術
の進歩」、日本鉄鋼協会、昭和43年８月１日発行
の文献に提示する剪断刃物についてはHs硬度が
過大或いは過少で適正ではなく取替え周期が最大
12万屯程度であり、直結プロセス下に於ては取替
え周期が短かく、生産への大きな阻害要因となつ
ており剪断刃物の取替え周期の延長が強く望まれ
ていた。本発明は上記問題点を解決した、鋼片の
熱間切断機用剪断刃物を提供することを目的とす
るものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の鋼片熱間切断用剪断刃物は、その目的
を達成するため、鋼片の上下に刃先をづらして対
向させた一対の矩形剪断刃を鋼片に対する直角方
向からすれ違い状に進行させて鋼片に剪断力を与
えて切断する鋼片熱間切断機において、前記矩形
剪断刃の刃先部を断面四角で硬度36〜44HSの機
械的性質を有する耐熱・耐摩耗鋼とし、この刃先
部の剪断刃母材側の２辺面に硬度25HS以下の
熱・衝撃緩衝層を介して中間補強層を形成し、こ
の中間補強層の剪断刃母材側を段付きの斜面と
し、この斜面側に硬度25HS以下の熱・衝撃緩衝
材層を介して剪断刃母材を形成したことを特徴と
する鋼片熱間切断機用剪断刃物である。 つまり、この構成によつて、剪断時に刃先部１
４の上面（下刃）又は下面（上刃）で受ける剪断
反力と熱応力、及びすれ違い面で受ける塑性流動
と熱応力更にこれらから発生する曲げモーメント
を上記熱・衝撃緩衝材層１５と中間補強層１６と
その段付斜面の熱・衝撃緩衝材層１７により段階
的に漸減せしめて剪断刃母材１８に伝播し、曲げ
モーメントによる刃先部１４と剪断刃母材１８の
クラツクを防止し、及び刃先部１４と上記各緩衝
材層１５，１７と中間補強層１６の剥離の進展を
防止するものである。 〔作用〕 本発明者、等は種々の剪断刃物の材質及びその
肉盛法が剪断刃物鋳命に与える影響を調査した結
果、次の知見を得た。 例えば第３図ａの下刃に示す如く、切断時に剪
断刃の刃先部と被切断材のすべり接触現象により
生じる塑性流動応力σpにより剪断刃の刃先部はだ
れ９及びこれによるかえり１０が発生し、かえり
１０被切断材との切削作用により摩滅していく。
この切断現象過程を繰返しながら先刃部は摩耗し
ていく。剪断刃の刃先部を硬度45Hs以上の機械
的性質を有する材料を用いると、硬度が高いため
かえり１０の摩滅が進行せず剪断時に上・下刃の
かえりが干渉し刃先部の欠損が生じる。また、硬
度が35Hs以下になるとだれ量及びかえりの摩耗
の進行が早く剪断刃寿命が短かくなることが知れ
た。 また第３図ｂの下刃に示す如く切断時の剪断刃
物に発生する応力は剪断曲げモーメントＭがかゝ
ることにより剪断刃物内部で引張り応力σtが生
じ、クラツク１１が剪断刃物の上面の長手方向に
発生する。このクラツク１１は引張応力により更
に拡大されこの位置より焼付け等が発生し剪断刃
物欠損に進展していくことが解つた。従つて、こ
のクラツク１１を抑えれば曲げモーメントが増大
しても剪断刃物欠損にまで進展することがなくな
ることが解つた。 一方、従来の肉盛り法に於ては、剪断刃物母材
１３と刃先肉盛層１２が共に高い降伏強度を有す
るため、剪断応力・熱応力が緩和されることがな
く、また使用時間の経過と共に加工硬化し降伏強
度の上昇及び伸びの低下が主要因となつて最も強
度の弱い剪断刃母材１３と刃先肉盛層１２の融合
部より剥離するのである。このため硬度25Hs以
下で降伏強度の低い材料を熱・衝撃緩衝材とし硬
度25〜35Hsの耐熱耐摩耗鋼を中間補強材として
肉盛り使用すると耐クラツク性を更に増し大幅な
剪断寿命の延長が図れることを知見した。 〔実施例〕 次に本発明の実施例を説明する。切断条件は第
１表に示す通りであり、連続鋳造スラブ280×
1800mmから幅大圧下圧延機で圧延仕上げサイズ
（120〜275）×（750〜1750）mmまで圧延し、圧延後
切断装置で被圧延材の先後端の異形部及び次工程
である熱間鋼板圧延で必要とする長さに切断をお
こなつた。
鋼片の剪断刃物に係り、更に詳しくは多量の熱鋼
片の切断に耐える剪断刃物に関するものである。 〔従来の技術〕 従来より連続鋳造スラブ、分塊スラブ、等の熱
鋼片の切断装置としては各種のものが提案されて
いる。これらのうちの多くは上下の刃部によつて
鋼片に剪断力を与えて切断している。この切断に
用いられる上下の刃物は、例えば第２図ａに示さ
れる構造のものが採用されている。 第２図ａにおいて、符号１で示すものは固定さ
れた上刃、符号２で示すものは昇降自在な下刃
で、両者は被切断材３に対して剪断力を与えるた
めにすれ違い出来る様に平行に配置されている。
この上下刃物を用いて被切断材３を切断すると切
断面は第２図ｂに示す如く切断面形状はだれ４、
剪断面５、破断面６、かえり８が発生する。この
様な剪断刃物１，２を用いて被切断材である熱鋼
片である被切断材３を繰返し切断すると刃物の摩
耗・損傷、等により破断面上の鋼片中央部偏析に
起因する切断ばり７及びかえり８が増加し、次の
鋼板圧延工程で表面疵の発生原因となるため鋼板
圧延後切断除去する必要があり、大幅な鋼板歩留
の低下につながる。 これを防止するための従来の剪断刃物技術とし
ていくつかの文献が公表されている。例えば「わ
が国における最近の分塊技術の進歩」、日本鉄鋼
協会、昭和43年８月１日発行、頁152〜161に提示
されている様に、普通、鍛鋼材を用い刃先に硬度
25〜35HsのCr−Mn鋼溶接材などで溶接して使用
する場合が多く、中には硬度45Hs以上の合金工
具鋼を用いる場合もある。また肉盛法として溶着
金属のきれつを防止しまた安価に肉盛量を増すた
めに下盛りをすることなどがおこなわれている。
これらによる鋼片の熱間切断機用剪断刃物の取替
え周期、いわゆる剪断刃物鋳命は被切断材である
鋼片屯数で２万屯から８万屯が普通であり、最大
でも12万屯であつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、連続鋳造工程又は分塊圧延工程
と熱間圧延工程を直結している省エネルギーをめ
ざした直結プロセス下においては、前後の工程能
力に合わせた切断能力が必要である。また、直結
プロセス下においては温熱鋼片を取扱うため、切
断面に発生する切断ばり及びかえりの熱間での除
去方法が困難で、剪断刃物の取替え周期を早くす
る必要がある。 これに対して「わが国における最近の分塊技術
の進歩」、日本鉄鋼協会、昭和43年８月１日発行
の文献に提示する剪断刃物についてはHs硬度が
過大或いは過少で適正ではなく取替え周期が最大
12万屯程度であり、直結プロセス下に於ては取替
え周期が短かく、生産への大きな阻害要因となつ
ており剪断刃物の取替え周期の延長が強く望まれ
ていた。本発明は上記問題点を解決した、鋼片の
熱間切断機用剪断刃物を提供することを目的とす
るものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の鋼片熱間切断用剪断刃物は、その目的
を達成するため、鋼片の上下に刃先をづらして対
向させた一対の矩形剪断刃を鋼片に対する直角方
向からすれ違い状に進行させて鋼片に剪断力を与
えて切断する鋼片熱間切断機において、前記矩形
剪断刃の刃先部を断面四角で硬度36〜44HSの機
械的性質を有する耐熱・耐摩耗鋼とし、この刃先
部の剪断刃母材側の２辺面に硬度25HS以下の
熱・衝撃緩衝層を介して中間補強層を形成し、こ
の中間補強層の剪断刃母材側を段付きの斜面と
し、この斜面側に硬度25HS以下の熱・衝撃緩衝
材層を介して剪断刃母材を形成したことを特徴と
する鋼片熱間切断機用剪断刃物である。 つまり、この構成によつて、剪断時に刃先部１
４の上面（下刃）又は下面（上刃）で受ける剪断
反力と熱応力、及びすれ違い面で受ける塑性流動
と熱応力更にこれらから発生する曲げモーメント
を上記熱・衝撃緩衝材層１５と中間補強層１６と
その段付斜面の熱・衝撃緩衝材層１７により段階
的に漸減せしめて剪断刃母材１８に伝播し、曲げ
モーメントによる刃先部１４と剪断刃母材１８の
クラツクを防止し、及び刃先部１４と上記各緩衝
材層１５，１７と中間補強層１６の剥離の進展を
防止するものである。 〔作用〕 本発明者、等は種々の剪断刃物の材質及びその
肉盛法が剪断刃物鋳命に与える影響を調査した結
果、次の知見を得た。 例えば第３図ａの下刃に示す如く、切断時に剪
断刃の刃先部と被切断材のすべり接触現象により
生じる塑性流動応力σpにより剪断刃の刃先部はだ
れ９及びこれによるかえり１０が発生し、かえり
１０被切断材との切削作用により摩滅していく。
この切断現象過程を繰返しながら先刃部は摩耗し
ていく。剪断刃の刃先部を硬度45Hs以上の機械
的性質を有する材料を用いると、硬度が高いため
かえり１０の摩滅が進行せず剪断時に上・下刃の
かえりが干渉し刃先部の欠損が生じる。また、硬
度が35Hs以下になるとだれ量及びかえりの摩耗
の進行が早く剪断刃寿命が短かくなることが知れ
た。 また第３図ｂの下刃に示す如く切断時の剪断刃
物に発生する応力は剪断曲げモーメントＭがかゝ
ることにより剪断刃物内部で引張り応力σtが生
じ、クラツク１１が剪断刃物の上面の長手方向に
発生する。このクラツク１１は引張応力により更
に拡大されこの位置より焼付け等が発生し剪断刃
物欠損に進展していくことが解つた。従つて、こ
のクラツク１１を抑えれば曲げモーメントが増大
しても剪断刃物欠損にまで進展することがなくな
ることが解つた。 一方、従来の肉盛り法に於ては、剪断刃物母材
１３と刃先肉盛層１２が共に高い降伏強度を有す
るため、剪断応力・熱応力が緩和されることがな
く、また使用時間の経過と共に加工硬化し降伏強
度の上昇及び伸びの低下が主要因となつて最も強
度の弱い剪断刃母材１３と刃先肉盛層１２の融合
部より剥離するのである。このため硬度25Hs以
下で降伏強度の低い材料を熱・衝撃緩衝材とし硬
度25〜35Hsの耐熱耐摩耗鋼を中間補強材として
肉盛り使用すると耐クラツク性を更に増し大幅な
剪断寿命の延長が図れることを知見した。 〔実施例〕 次に本発明の実施例を説明する。切断条件は第
１表に示す通りであり、連続鋳造スラブ280×
1800mmから幅大圧下圧延機で圧延仕上げサイズ
（120〜275）×（750〜1750）mmまで圧延し、圧延後
切断装置で被圧延材の先後端の異形部及び次工程
である熱間鋼板圧延で必要とする長さに切断をお
こなつた。
【表】
剪断刃物母材１８に適用する鋼種としては高い
引張強度及び降伏強度を持つと共に座掘強度をも
有し折損や亀裂を発生しない様に延性を備え、且
つ刃先は肉盛を行なうので良好な溶接性も兼備し
なければならず、ニツケルクロム鋼（SNC）、ニ
ツケルクロムモリブデン鋼（SNCM）、クロムモ
リブデン鋼（SCM）、炭素鋼（S30C〜S45C）な
どが適するが、本発明者等は長期使用の結果、剪
断刃折損や亀裂発生の点からSNCMを用いた。 第１図に熱間鋼片切断機用剪断刃物の構成を示
す。第２表に剪断刃物材料比較例を示す比較例
１，２は刃先部材１４として耐熱・耐摩耗性を備
えた硬度25〜35Hsの16Cr−16Mn系合金鋼
（CRM）を用い、比較例３，４としては本発明で
使用した耐熱・耐摩耗性の20Ni−20Cr−20Co系
合金鋼（NCC）と硬度を異にして降伏点、引張
り応力、伸び、等の機械的性質が大略同じである
硬度45Hs以上の30Mn−60Co系合金鋼（STL）
を用い、第３表に剪断刃物材料料実施例を示す実
施例１〜６では硬度36〜44Hsの20Ni−20Cr−
20Co系合金鋼（NCC）を用いた。更に熱・衝撃
緩衝材１５，１７として硬度25Hs以下で降伏強
度の低いオーステナイト系ステンレスの一つであ
る12Ni−25Crステンレス鋼（NCF）をクラツク
や剥離発生防止の緩衝材として用いた。また比較
例４、実施
引張強度及び降伏強度を持つと共に座掘強度をも
有し折損や亀裂を発生しない様に延性を備え、且
つ刃先は肉盛を行なうので良好な溶接性も兼備し
なければならず、ニツケルクロム鋼（SNC）、ニ
ツケルクロムモリブデン鋼（SNCM）、クロムモ
リブデン鋼（SCM）、炭素鋼（S30C〜S45C）な
どが適するが、本発明者等は長期使用の結果、剪
断刃折損や亀裂発生の点からSNCMを用いた。 第１図に熱間鋼片切断機用剪断刃物の構成を示
す。第２表に剪断刃物材料比較例を示す比較例
１，２は刃先部材１４として耐熱・耐摩耗性を備
えた硬度25〜35Hsの16Cr−16Mn系合金鋼
（CRM）を用い、比較例３，４としては本発明で
使用した耐熱・耐摩耗性の20Ni−20Cr−20Co系
合金鋼（NCC）と硬度を異にして降伏点、引張
り応力、伸び、等の機械的性質が大略同じである
硬度45Hs以上の30Mn−60Co系合金鋼（STL）
を用い、第３表に剪断刃物材料料実施例を示す実
施例１〜６では硬度36〜44Hsの20Ni−20Cr−
20Co系合金鋼（NCC）を用いた。更に熱・衝撃
緩衝材１５，１７として硬度25Hs以下で降伏強
度の低いオーステナイト系ステンレスの一つであ
る12Ni−25Crステンレス鋼（NCF）をクラツク
や剥離発生防止の緩衝材として用いた。また比較
例４、実施
【表】
【表】
【表】
・部位欄の数字は第１図の記号を示す。
例４〜６は剪断刃の刃先部の下盛りとして母材側
と刃先部側の両面側に熱・衝撃緩衝材を有する中
間補強材１６として硬度25〜35HsのCRMを用い
肉盛形成したものである。なお図中１８は剪断刃
母材である。 尚、熱・衝撃材としてNCFを用いるとき、剪
断刃物の刃先は強大な負荷がかゝる部分であり、
NCFの肉厚を大きくとると材質が軟いため剪断
刃先の崩れやダレを起こし、また熱膨張率が大き
いため膨らみを発生し刃先に波状の隆起現象を生
じ剪断刃物を使用不能にする事があり、肉厚は５
mm以下にする必要がある。 本比較例、実施例で用いたSNCM，NCF，
CRM，STL，NCCの各材料の組成を第４表に、
各材料の機械的性質を第５表に示す。
例４〜６は剪断刃の刃先部の下盛りとして母材側
と刃先部側の両面側に熱・衝撃緩衝材を有する中
間補強材１６として硬度25〜35HsのCRMを用い
肉盛形成したものである。なお図中１８は剪断刃
母材である。 尚、熱・衝撃材としてNCFを用いるとき、剪
断刃物の刃先は強大な負荷がかゝる部分であり、
NCFの肉厚を大きくとると材質が軟いため剪断
刃先の崩れやダレを起こし、また熱膨張率が大き
いため膨らみを発生し刃先に波状の隆起現象を生
じ剪断刃物を使用不能にする事があり、肉厚は５
mm以下にする必要がある。 本比較例、実施例で用いたSNCM，NCF，
CRM，STL，NCCの各材料の組成を第４表に、
各材料の機械的性質を第５表に示す。
【表】
以上に説明した様にに、本発明の剪断刃物は、
従来の剪断刃物に比較して、剪断寿命が大幅に向
上し、直結プロセス下に於ける幅大圧下圧延工程
に設置された切断装置にも工業的に、充分使用可
能となつた。これにより生産工程は、剪断刃物の
取替えによる生産障害が少なくなり、かつ剪断刃
物の消費量も大幅に減少するなど、生産性、及び
経済性が格段に向上する等、得られる効果は大き
い。
従来の剪断刃物に比較して、剪断寿命が大幅に向
上し、直結プロセス下に於ける幅大圧下圧延工程
に設置された切断装置にも工業的に、充分使用可
能となつた。これにより生産工程は、剪断刃物の
取替えによる生産障害が少なくなり、かつ剪断刃
物の消費量も大幅に減少するなど、生産性、及び
経済性が格段に向上する等、得られる効果は大き
い。
第１図は本発明実施例において使用した剪断刃
物（下刃）の材料構成を説明する図、第２図ａは
剪断刃物による被切断材の切断状況、第２図ｂは
被切断材の剪断面の状況を示す図、第３図ａは剪
断刃物の刃先先端部（下刃）の状況、第３図ｂは
剪断刃物の刃先部（下刃）の力の作用状況を説明
するものである。 １４…刃先部材、１５…熱衝撃緩衝材、１６…
中間補強材、１７…熱衝撃緩衝材、１８…剪断刃
物材。
物（下刃）の材料構成を説明する図、第２図ａは
剪断刃物による被切断材の切断状況、第２図ｂは
被切断材の剪断面の状況を示す図、第３図ａは剪
断刃物の刃先先端部（下刃）の状況、第３図ｂは
剪断刃物の刃先部（下刃）の力の作用状況を説明
するものである。 １４…刃先部材、１５…熱衝撃緩衝材、１６…
中間補強材、１７…熱衝撃緩衝材、１８…剪断刃
物材。
Claims (1)
- １ 鋼片の上下に刃先をづらして対向させた一対
の矩形剪断刃を鋼片に対する直角方向からすれ違
い状に進行させて鋼片に剪断力を与えて切断する
鋼片熱間切断機において、前記矩形剪断刃の刃先
部を断面四角で硬度36〜44HSの機械的性質を有
する耐熱・耐摩耗鋼とし、この刃先部の剪断刃母
材側の２辺面に硬度25HS以下の熱・衝撃緩衝材
層を介して中間補強層を形成し、この中間補強層
の剪断刃母材側を段付きの斜面とし、この斜面側
に硬度25HS以下の熱・衝撃緩衝材層を介して剪
断刃母材を形成したことを特徴とする鋼片熱間切
断機用剪断刃物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16073386A JPS6399119A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 鋼片熱間切断機用剪断刃物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16073386A JPS6399119A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 鋼片熱間切断機用剪断刃物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6399119A JPS6399119A (ja) | 1988-04-30 |
| JPH0418974B2 true JPH0418974B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=15721279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16073386A Granted JPS6399119A (ja) | 1986-07-10 | 1986-07-10 | 鋼片熱間切断機用剪断刃物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6399119A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007098532A (ja) * | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Konyo:Kk | 手持ち工具及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60201817A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-12 | Ube Ind Ltd | 押込切断装置用刃物 |
-
1986
- 1986-07-10 JP JP16073386A patent/JPS6399119A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6399119A (ja) | 1988-04-30 |
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