本发明涉及一种能够对薄板坯进行令人满意的压缩的方法和设备，这种方法和设备特别对于热薄板坯可以进行大幅度的横向压缩，以减小其宽度。 作为调整热板坯宽度的常规方法，有一种靠安装在热轧设备的一组粗轧机前面的立式轧辊对比较厚（例如：厚度为200毫米，宽度为1500毫米，）的板坯进行横向压缩的方法，这种方法使用已公开的114501/81号日本专利中所描述的设备。
可是，按照这种方法调整宽度，每轧一道，宽度的减小量仅限于100毫米以内。因此，为了将板坯的宽度从1500毫米减小到1300毫米（即减宽200毫米），就需要轧两道或两道以上。此外，由于采用立式轧辊轧制，在板宽的相对两端附近部位会出现过厚部分（下文称为“狗骨”）。如果随后进行水平轧制，则狗骨部分流变，沿板材横向扩展，这称为展宽现象。这样，就造成了减宽效率低的缺点。
此外，在板坯的前端和后端，还会在板坯横向相对的端部出现通常称做鱼尾的纵向延长。这时板坯前后端狗骨的尺寸同时都变小了。因此，在随后进行的水平轧制中，板坯前后端地展宽量也就小了。这样就出现了板坯的宽度变小而鱼尾进一步延长的不利情况，从而使产量大幅度下降。最近，人们又对薄板坯（例如：厚度为30-50毫米）的连续铸造提出了需求。因此，采用上述加工方法往往会使板坯出现横向皱折缺陷。
另外，还有一种在连续铸造设备中用于改变板坯宽度的方法，即靠更换模具改变板坯的宽度。但是这种方法有明显的缺点，因为在更换模具期间必须停止铸造作业，从而降低了铸造效率和产量。所以，采用更换模具的方法难以有效率地生产不同宽度的板坯。
最近，人们在技术上取得了进展，即在铸造过程中改变板坯的宽度而不更换模具。可是在铸造板坯的表面质量和钢水的漏泄方面仍然存在问题。而且，如果骤然改变宽度，由于固化外壳尚未完全形成，还会出现漏钢事故等问题。因此，必须缓慢地改变宽度。其结果是：板坯在改变宽度的过程中沿横向渐缩，形成一个楔形，即使以每分钟大约一米的速度铸造，要把板坯的宽度从1500毫米减小到1300毫米，楔形部分的长度也要达到大约十米或者更长。
最近，人们又研究了采用高速铸造技术。在这种情况下，楔形部分会更长。从而产生不利情况：即需要在后部工序中修整楔形部分的宽度，这必然会增加工时数。
如上所述，热板坯特别是薄板坯减宽的常规方法，不论是靠立式轧辊轧制还是靠在连续铸造中改变宽度，都存在不足之处，即不能有效地进行减宽。
另外，作为减小板坯轧制中的横向鱼尾现象的系统，有一种人们熟知的设备，即一种用于减小板坯端部横向宽度的压力装置，如已公开的68504/81号日本专利中所示，这种压力装置设置在立式轧辊的上游。
本发明的目的之一是提出一种能够获得良好的断面形状而不致使热板坯特别是薄板坯产生皱折的减小板坯宽度的方法及其设备。
本发明提出的减小薄板坯宽度的方法的特征是：被输送的薄板坯在一个预定位置沿板坯输送的方向被弯曲，对弯曲部分施加沿板坯输送方向的纵向张力，板坯在其弯曲部分受到横向压缩。
本发明的特征还在于：发明所提出的薄板坯减宽设备包括一根用于在板坯输送方向上垂直弯曲薄板坯的旋转辊，一套用于给板坯施加张力的装置和一套用于横向压缩板坯被旋转辊弯曲部分的压力装置。
采用上述方案可以达到前述目的。
本发明的另一个目的是提供一套用于薄板坯特别是热板坯的减宽设备，该设备使用间歇减宽方法，板坯能够连续地进入和输出。该设备还使带有热精轧设备的连续铸造系统得以实现。
用于减小薄板坯宽度的设备的特征是：在装有对热板坯进行压缩（其时热板坯受到横向振动）的压力装置的薄板坯减宽设备的入口一侧和出口一侧安装有用于形成热薄板坯活套的活套形成装置，以便缓冲在轧材流动方向上热薄板坯的间歇加工过程的影响。
图1A和1B所示为板坯的弯曲截面和矩形截面，截面上施加了压曲临界载荷，各截面上的压曲临界载荷都相等。
图2是表示作用在有矩形截面的板坯的张力以及板坯的收缩量的平面图。
图3为本发明提出的板坯减宽设备的一实施例的示意图。
图4是图3中所示设备的主要部分的透视图。
图5A和5B所示为板坯减宽设备中的压力器的张开和收缩动作。
图6所示为压力器的另一实例。
图7所示为本发明提出的板坯减宽设备的第二实施例。
图8所示为本发明的第三实施例。
图9所示为本发明的第四实施例。
图10所示为带有热精轧设备的连续铸造设备流程图，其中包括本发明提出的板坯减宽装置。
图11为表示板坯减宽设备主体部位的剖视图。
图12为解释收缩动作的说明图。
图13为使用活套挑时的说明图。
下文将先说明做出本发明的大致过程，然后说明实施例。
如上文所述，有关薄板坯减宽方法的问题大致可以分为下列几项：
（1）当大幅度地减小宽度时，往往因为厚/宽比值小而产生皱折。
（2）当使用立式轧辊轧制时，在板宽的相对两端附近部位会出现狗骨，随后进行的水平轧制又会使轧材展宽，从而降低了调整宽度的效率，经过如此轧制，板坯的前后端的宽度变窄，使产量显著下降。
本发明的发明者完成了以下文所述的第①、②和③点为基础的发明。
①当板坯沿其输送方向受到一定程度弯曲时，利用增大的压曲临界负荷，可使薄板坯的宽度减小。
至于弯曲度，按照欧拉公式：弹性压曲临界负荷W。可以用下式表示：
W0＝ (nπ2EI)/(l2)
式中n为由柱体未端情况决定的系数，E为纵向弹性模数，I为主割面的惯矩，l为长柱体的长度。
另外，在塑性弯曲的情况下，欧拉公式中的纵向弹性模数由一个减小了的模数Er取代。因此，塑性压曲临界负荷Wp可以用下式表示：
Wp＝ (nπ2ErI)/(l2)
将图1A所示的厚度t为30毫米，长度（弧长）为1570毫米并具有沿半径R（＝1000毫米）弯曲（θ＝90°）的截面的平板和图1B所示的截面为矩形、（垂直）厚度t为30毫米，（横向）长度C为1570毫米并在前文所提及的弯曲截面的弧长方向上具有处处相等的截面的另一平板相比较，可以得出主割面之间的惯矩的比值。如果用I1和I2分别表示前者和后者的主割面的惯矩，则结果如下：
I1＝R3t（ (θ)/2 +Sin (θ)/2 ·Cos (θ)/2 -）
＝3.95×102
I2＝ (Ct3)/12 ＝3.53×106
由上两式可得I1/I2≈110，由此可知，前者（弯曲截面）的压曲临界负荷要大得多，不易变形。
②薄板坯受到沿板坯输送方向上的向前和向后的张力，因此板坯的宽度可以减小。
如图2所示，如果受到张拉以前板坯的体积是：厚度（ho）×宽度（bo）×长度（lo），而在沿板坯输送方向施加张力T以后的体积是h×b×l，则有：
(h)/(h0) · (b)/(b0) · (l)/(l0) =1
因为板坯的体积是不变的。从上式可以异出：
ln(h)/(h0) +ln(b)/(b0) +ln(l)/(l0) =0
这意味着，如果厚度、宽度和长度方向的变形分别为εh、εb和εl，则：
εn+εb+εl＝0
如果认为板坯是各向同性的，则：
εb＝εh
因此
ln(l)/(l0) =εl=-2ln(b)/(b0)
按照上式，宽度的减小量△b可以用下式表示：
△b＝b0(1-e (-εl)/2 )
例如，当板坯为低碳钢，bo为1500毫米，温度为1100℃时，如果张力为3kg/mm2，根据应力-应变曲线，εl约为0.05，则宽度减小值△b约为37毫米。
也就是说，由于沿板坯输送方向施加了向前和向后的张力，使减宽变得容易了。
③当压力作用在压力面上而不是作用在如立式轧辊的环形外表面上时，变形可以达到内部。因此，如果使用压力面近于平面的压力器对薄板坯进行横向压缩，则狗骨就出现在靠近板宽中部位置。
本发明就是在上述三点的基础上做出的。与本发明的第一方面相应的薄板坯减宽方法的特征是：被输送的板坯在一个预定位置沿其输送方向被弯曲，对被弯曲的板坯施以纵向张力，并且横向压缩板坯的弯曲部分。另外，与本发明的第二方面相应的薄板坯减宽设备的特征是：该设备包括一根用于在板坯输送方向上垂直弯曲薄板坯的旋转辊，一套用于给板坯施加张力的装置和一套用于压缩板坯被旋转辊弯曲部分的压缩装置。
下文参照附图说明本发明的实施例。
图3所示为使用本发明提出的薄板坯减宽方法的设备，即与本发明的第二方面相应的薄板坯减宽设备的第一个实施例。
在图3中，由连续铸造设备（未示出）生产出的热薄板坯1被直接地即经铸造成型后沿纵向切断，或者绕成带卷并投入炉中加热。然后，将板坯1从加热炉中取出并输送到板坯减宽装置2。减宽装置2的前面设有入口夹送辊4，后面设有出口夹送辊5，以便将薄板1可靠地送入减宽设备2和输送到下道工序。
减宽装置2包括：一根以接触角θ与薄板坯1相接触的旋转辊6;作为施加张力装置的张紧辊8（8A和8B），它设置在薄板坯1和旋转辊6相接触的起始端和终端部位，用于将薄板坯1压紧在旋转辊6上以对薄板坯1施加张力;可以沿旋转辊6的外表面顺板坯横向张开和收缩的压力器10（参见图4）。
旋转辊6的作用是使板坯保持一个预定的弯曲度。也就是说，旋转辊6横向压紧板坯1，使板坯1处于上凸弯曲的状态，不易产生皱折。
如图5A所示，张紧辊8对板坯1所施加的张力值是按照△b值（薄板坯1在入口一侧的板宽b与出口一侧的板宽b之差）设定的。
如图4所示，压力器10相向设置在板坯的对边，各相向表面由与压力器10张缩方向垂直的平面10A（下文称为“垂直面”）和从板坯入口看去向外倾斜的平面10B（下文称为“斜面”）组成。压力器10的压力面也可以由垂直面10A和图6中所示的倒圆部分10C组成。
另外，各压力器10的厚度都比板坯的厚度大，压力器的下面即与旋转辊6相对的那一面的形状与旋转辊6的外圆面相随。各压力器10都整体固定在液压缸12的活塞杆13的前端。液压缸12受控使压力器10沿图4中双头箭头指示的方向在旋转辊6上滑动并重复其张开和收缩动作。
压力器10做周期性的张开和收缩动作。在图5中，实线表示压力器10的收缩而双点划线表示压力器10的张开，在压力器10张开时，板坯1宜于沿图5A中的箭头B所示的方向前进。
在图5A中，当各压力器10的压力面的斜面的倾斜角为α时，压力器10的一侧振幅是a，压力器10以频率为f的正弦波振动，则板坯1的平均速度V可以用下式表示：
V= (a·f)/(tgα)
振幅a，频率f和倾斜角α的设定应当适合于入口张紧辊8A带动的板坯输送速度和出口张紧辊8B带动的板坯输送速度。
图5B所示为压力器10的一侧振幅a大于板坯减宽量 (△b)/2 的情形。图中实线表示压力器10的收缩，而双点划线表示张开。在这种情形下，板坯1的速度V由夹送辊4和5所带动的输送速度决定。另外，如图5A中所示，即使压力器10的一侧振幅小于板坯减宽量 (△b)/2 ，板坯的1输送速度也要由夹送辊4和5所带动的输料速度决定。
在本实施例的减宽装置2中，板坯1在压力器10收缩时不能行进，在压力器10张开时行进，这就造成了间歇动作。为了在即使板坯减宽装置2不输出板坯1时（压力器10收缩时）也能向出口一侧输出板坯1，理想的方法是在入口夹送辊4和张紧辊8A之间以及在张紧辊8B和出口夹送辊5之间分别形成活套。
本实施例可有如下优点：
①如上文所述，板坯1被旋转辊6弯曲成上凸弯曲状态并且受到压力器10的横向压缩，因此可以减小板坯1的宽度而不产生皱折。
②板坯1受到一个垂直于减宽方向的张力，因此减宽效果显著。
③与使用立式轧辊进行轧制的现有技术不同，本实施例使用各自带有与减宽方向垂直的平面（10A）以及近乎相同的平面（10B）的压力器压缩板坯1，因此狗骨出现在靠近板坯中部位置，这样当在后部工序中进行水平轧制时板坯的展宽就小，从而可以大幅度地提高宽度调整的效率并增加产量。
另外，上述实施例中提到压力器10的张缩动作由液压缸12控制，但本发明并不限于此，压力器10的张缩动作的控制可以利用摇柄或者类似的机械手段实现。
上述实施例中，旋转辊6的表面是轴向均匀平直的，但旋转辊6的表面也可以是呈轴向凹拱形的，以便进一步提高防皱效果。另外，如果将旋转辊6的表面涂敷陶瓷层，可以提高旋转辊6的热阻，有效地防止板坯1的温度下降。
图7所示为与本发明的第一方面相应的使用薄板坯减宽方法的设备和与本发明的第二方面相应的薄板坯减宽设备的第二个实施例。
图7所示的第二个实施例中，22为薄板坯减宽装置，在旋转辊前后空间设置了夹送辊24和25，代替第一个实施例中的张紧辊8（8A和8B），作为施加张力的装置。另外，在夹送辊24前面和夹送辊25后面分别设置了活套挑27。各活套挑的支撑臂29绕枢轴30摆动，以便调节活套（1A）的大小。更准确地说，当压力器10收缩时，活套挑支撑臂29沿箭头C指示的方向摆动，因而出口一侧的板坯松驰，使板坯向下道工序的输送不致停滞。
因其它方面与上一实施例相似，此处不再做重复的详细说明。
第二实施例除了具有第一实施例中的效果①-③以外，由于活套挑27的作用，入口一侧和出口一侧的板坯不会变松，因此，还会避免出现活套（1A）增大产生摇摆和下垂的缺点。
图8所示为与本发明的第一方面相应的使用薄板坯减宽方法的设备和与本发明的第二方面相应的薄板坯减宽设备的第三个实施例。
图8中所示出的薄板坯减宽装置32的特点是在旋转辊6的正上方设置了一个防皱压头33，从而可将受到压力器1C的横向压缩的板坯1压靠在旋转辊6上。因其它方面与本发明的第二方面的第一个实施例（参见图3和图4）相似，两者中相同或相似的部分都是用同样的字符标示的，所以不需做重复的详细说明。
防皱压头33的外侧形状是平的，和板坯1相对的表面的形状与板坯1的外表面相配合，液压缸34从上方通过压头33对板坯1施加压力。
在本实施例中，受到压力器10的横向压缩的板坯1在旋转辊6和防皱压头33之间受到沿垂直方向的夹持，因此能够在压力器进行压缩操作时可靠地防止发生皱折。
图9所示为薄板坯减宽设备的第四个实施例，其中防皱压头是滚轮式的。
本实施例除第三个实施例中的效果以外，还有如下效果。
更准确地说，由于防皱压头33由滚轮构成，所以板坯1和防皱压头33之间产生的摩擦与第三个实施例相比变得非常小，因此不必再为防皱压头33沿板坯输送方向滑动而考虑防皱压头33的磨损和作用在液压缸34上的载荷。
因此，本发明有利于在薄板坯减宽时防止皱折的产生，从而可以增大减宽量，且减宽后的板坯具有满意的断面。
下面为本发明的另一实施例的说明，参见图10至图12。
参阅图10，由连续铸造设备101铸成的薄板坯102穿过保温炉103，经辊道104输送到夹送辊105，并被可靠地送到本发明提出的减宽设备部位。图中，107表示板坯减宽装置，110为支承辊，111为一套轧机，115为活套部分。
减宽设备的主体可如图4、图6和图11所示，它主要包括：
各自装有用于周期地驱动压力器112作沿与轧材流动方向（图中箭头所示）垂直的运动的液压千斤顶和用于承受压载的框架114。压力器112与薄板坯102直接接触，薄板坯102沿轧材流动方向分为楔形和直线形（其它任何形状都可以，唯一的条件是它应是近于平面的）。
另外，减宽装置107还包括一个控制液压千斤顶113的位置的装置和压缩位置设定装置（例如用螺杆进行螺旋压缩），该装置用于根据入口一侧的薄板坯102的宽度bo确定液压千斤顶的基本位置。此外;提供振动动作的装置可以是机械的，但不可用液压式的。
图12为压力器112和薄板坯102的行程说明图。
在图12中，实线表示减宽行程S结束的位置。随后，压力器112放松，张开与板坯减宽相等的值a，板坯102靠推压装置从A点移动一距离p到B点。更准确地说，板坯102是间歇行进的。当压力器112以减宽值a为峰-峰值和频率为f的正弦波振动时，平均前进速度值V可以用下式表示：
V＝af/tgα
因此，可以确定a、f和α的值，以便得到满意的产品。但是由于板坯2在上述减宽过程中是间歇行进的，所以在减宽装置107主体的入口一侧和出口一侧设置了活套115，以便连续输送位于入口一侧的连续铸造设备101输出的板坯102并为出口一侧的热终轧设备111连续提供板坯102。因为板坯为30毫米薄等等原因，使活套115能够形成。活套的长度为S1即在减宽过程中板坯102停走的路程。例如，如果上述正弦波的频率f为1Hz，减宽装置107主体入口一侧速度为10m/min，则活套净长为：10m/60（Sec）×0.5（Sec）＝0.084m（84毫米）。即使要在净长上增加一定的裕量，总值也不会很大，因而薄板坯的自由挠曲即自由活套不须很大即足矣。自由活套115靠夹送辊106和108形成。
为缓冲夹送辊（105-106、108-109）之间的自由活套而设定的距离l和自由活套的高度H利用下面的条件和公式求得。活套在如图13中所示以半径R下垂的条件下求得。以下是大致的计算。
如果：
需要的活套长度为90毫米
热薄板坯的尺寸为
厚30毫米×宽1500毫米
E＝1.5×103kg/mm（1100℃）
H＝5Wl4/384EI（W：单位长度板坯的重量）
Rθ-2RSinθ/2＝90（毫米）
H＝R（1-Cosθ/2）
则：1≈5米，H≈570毫米。
即使考虑相对端支撑情况的不同，也没有多大差别。
至此，一套大小紧凑的设备就可以完成了。
根据本发明，能够通过压缩式减宽设备实现薄板坯大幅度压缩和减宽，并使薄板坯具有满意的断面形状，靠减宽装置入口一侧和出口一侧薄板坯自由活套可以缓冲减宽动作的间歇现象。本发明具有以下优点：可以靠简单装置实现带有热终轧设备的连续铸造系统。