JPH06339704A - 連続熱間圧延における鋼片の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 先行する鋼片の後端部およびこれに引き続く
後続の鋼片の先端部を突き合わせると共に加熱しつつ押
圧することによって鋼片相互の接合面積を漸次拡大して
いく接合処理を施した後に、仕上げ圧延機群に送給して
連続的に熱間圧延するに当たり、鋼片の接合に際して必
要とされる接合面圧を予め求めておき、この接合面圧か
ら計算した荷重パターンに基づいて鋼片を押圧する。 【効果】 鋼片の端部を突き合わせて接合する場合に発
生していたスパークや材料の溶け落ち等に起因する接合
不良を回避して良好な接合部を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シートバーやスラ
ブ、ビレットあるいはブルーム等の鋼片を数本乃至は数
十本にわたって連続して圧延する際に鋼片相互を接合す
るのに適した接合方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼片の熱間圧延ラインでは、圧延
すべき鋼片を一本ずつ加熱、粗圧延、仕上げ圧延して所
望の厚みになる熱延板に仕上げられていたが、このよう
な圧延方式は、仕上げ圧延での、圧延素材の噛み込み不
良によるラインの停止が避けられず、また圧延素材の先
端、後端部の形状不良に起因した歩留り低下も著しい不
利があった。

【０００３】このため、最近では仕上げ圧延に先立って
圧延すべき鋼片の後端部、先端部をつなぎ合わせ、これ
を熱間圧延ラインに連続的に供給して圧延する圧延方式
が採用されるようになってきた。この点に関する先行技
術として特開昭61−144203号公報が参照される。

【０００４】上記特開昭61−144203号公報にて開示され
ている技術は、先行して搬送される鋼片 (以下、先行鋼
片という) の後端部と後続して搬送される鋼片 (以下、
後行鋼片という) の先端部をその全面にわたって突き合
わせそれらの幅方向両端部を予接合しこの状態を保持し
たままで圧延しようとするものである。しかしながらこ
の技術は、予接合部分に十分な接合強度をもたせるため
には接合時間を長くとる必要があって、そのためにライ
ンの延長化を招く不利があった。

【０００５】発明者らは、このような問題の解決を図る
ものとして、先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部を接
触させその領域にて鋼片の厚み方向に貫通する交番磁界
を印加しこの交番磁界によって誘起される誘導電流によ
って接合面を加熱するとともに押圧する、加熱・押圧処
理の組み合わせからなる接合方法を開発し、特開平4-89
109 号及び同4-89110 号各公報において開示した。この
接合法の開発により、従来に比べ、接合作業の迅速、簡
便化が可能となった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の接合
方法は、以下に述べるような解決すべき課題が未だ残さ
れていた。すなわち、鋼片の加熱、押圧を伴う接合処理
の初期においては先行鋼片と後行鋼片の接触幅が10〜20
mmと非常に狭いため鋼片の長手方向にずれがある場合に
接触不良を起こしたり鋼片の両端における接触幅に差が
生じるという不利があったのである。ここに、鋼片の接
触不良は、スパークの原因となるので接合予定部の材料
が飛び散ったり溶け落ちるため接合が非常に困難にな
る。また、鋼片の幅方向の両端で接触幅に差が生じた場
合にはそれぞれの部位で昇温速度が異なることとなるの
で接合が完了する前に部分的な溶け落ちが生じこれがス
パークにつながる。鋼片の接合がある程度進んだ段階で
は材料の溶け落ちがあっても直ちにスパークは発生しな
いが溶け落ち部分にすき間が生じるのでとくに誘導加熱
方式を採用した鋼片の接合においては誘導電流が流れな
い部位もでてくるので所望の接触幅が得られないばかり
か同一部分に誘導電流が流れ続けるためすでに接合した
部位から材料の溶け落ちが始まる。

【０００７】この発明は、鋼片相互を接合するに当たっ
て生じていた上述したような問題を解決できる新規な接
合方法を提案することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、先行する鋼
片の後端部およびこれに引き続く後続の鋼片の先端部の
それぞれに、各鋼片の突き合わせ状態にて鋼片幅方向の
少なくとも両端部が接触する切断加工を施し、次いで各
鋼片をその端部で突き合わせると共に加熱しつつ押圧す
ることによって鋼片相互の接合面積を漸次拡大していく
接合処理を施した後に、仕上げ圧延機群に送給して連続
的に熱間圧延するに当たり、鋼片の接合に際して必要と
される接合面圧を予め求めておき、この接合面圧から計
算した荷重パターンに基づいて鋼片を押圧することを特
徴とする連続熱間圧延における鋼片の接合方法であり、
とくに鋼片の押圧に際しては、実績荷重から求めた接合
面圧を計測しこの接合面圧と予め求めておいた設定接合
面圧とを逐次比較して設定接合面圧になるように鋼片の
押圧荷重を制御するのが望ましい。

【０００９】さて、図１にこの発明を実施するのに用い
て好適な設備の構成を示し、図中１はドラムシャーなど
からなる切断手段であって、この切断手段１は図２に示
すように先行鋼片Ａの後端部および後行鋼片Ｂの先端部
を各鋼片の突き合わせ状態にて鋼片幅方向の少なくとも
両端部を接触させる切断加工を施す。

【００１０】２は各鋼片Ａ, Ｂを切断面において相互に
接触させると共に加熱しつつ押圧することによって図３
に示すように鋼片の接合面積を漸次拡大していき鋼片を
相互に接合する接合手段であって、この接合手段２はそ
の詳細な図示はしないが例えば短時間で所定の温度域に
加熱可能な交番磁界発生装置（鋼片の厚み方向に貫通す
る交番磁界を印加しこれによって誘起された誘導電流に
よって加熱する仕組みのもの，特開平４−89120 号公報
参照）と鋼片Ａ, Ｂをそれぞれ上下に挟み込む複数組み
の押圧用ピンチロールから構成される。

【００１１】また、３は接合済の鋼片Ａ，Ｂにその全長
にわたって脱スケール処理を施すスケールブレーカー、
４はスケール除去済の接合鋼片に熱間仕上げ圧延を施す
圧延機群である。

【００１２】先行鋼片Ａと後行鋼片Ｂの接合処理とこれ
に続く熱間仕上げ圧延は以下の要領に従って行う。

【００１３】粗圧延を終えた鋼片Ａ, Ｂのそれぞれに、
切断手段１を用いて各鋼片の突き合わせ状態でその幅方
向の少なくとも両端が接触するような平面形状になるよ
うに切断加工を施し、次いで、接合手段２にて、各鋼片
Ａ, Ｂを相互に接触させると共に加熱しつつ押圧するこ
とによって図３に示したように鋼片の接合面積を漸次拡
大していき幅方向の全域もしくは所定の接合長さＷが得
られるように鋼片相互を接合し、そして、表面スケール
を除去するスケールブレーカー３を通した後、圧延機群
４に送給して熱間仕上げ圧延を行う。

【００１４】

【作用】先行鋼片と後行鋼片をその幅方向の少なくとも
両端で接合する方式は、接合時間の短縮を図るという点
では極めて有効な手段であるが、鋼片の突き合わせ状況
によっては接合不良を生じやすいことは前述したとおり
である。

【００１５】鋼片の接合の際に問題となるスパークや材
料の溶け落ちを防止するには、接合予定部において材料
を確実に接触させること、そして接合予定部が必要以上
に昇温した場合に鋼片の押圧にかかわる荷重を増加させ
ることが有効であり、このためこの発明においては、鋼
片の接合に際して必要とされる接合面圧を予め求めてお
くようにし、この接合面圧から計算した荷重パターンに
基づいて鋼片を押圧するようにした。鋼片の接合におい
て必要な接合面圧は0.5 〜1.5 kgf/mm² 程度であること
が明らかになっており、この発明に従って鋼片を接合す
る場合にも上記の接合面圧の範囲内で行う。

【００１６】鋼片の接合に際して必要とされる接合面圧
を予め求め、この接合面圧から計算した荷重パターンに
基づいて鋼片を押圧するようにすると、仮に外乱によっ
て接合予定部が目標とする温度よりも高くなった場合に
は、かかる部位の変形抵抗が小さくなるので極めて短時
間のうちに接触面積が増大することになる。

【００１７】この発明に従って鋼片を接合する場合の荷
重パターンは、図４に示すように接合する鋼種、温度、
板厚、板幅、接合長さ、接合面積等を考慮に入れ、今ま
での実績として得られている接合時の最適接合面圧から
押圧時間あるいは押圧量の関数として与えればよい。

【００１８】上記の要領にて与えられる荷重パターンに
基づいて鋼片を押圧すればスパーク等の発生は極めて軽
減されたものとなる。しかしながら、このような操業と
同時に鋼片の接合長さや板厚あるいは実績荷重に基づい
て実績接合面圧を計算してみると必ずしも設定面圧と一
致しない場合がある。このためこの発明においては図５
に示すような要領に従って実績接合面圧が設定接合面圧
となるように押圧荷重を制御する。

【００１９】表１は板厚28mm、板幅1000mmになる種々の
材料に対する設定接合面圧を試行錯誤的に求めた結果を
示したものである。

【表１】

【００２０】表１によれば個々の鋼種についての最適な
接合面圧は範囲がやや広くなっているが、これは鋼片の
接合時における融点近傍ではわずかの温度変化で大きく
変形抵抗が変わるためにこのような結果になっているも
のと考えられる。

【００２１】

【実施例】鋼片の端部形状を図２に示すような形状とし
目標とする接合長さを片側で300mmとすべく表１に示し
た結果に基づき実機において荷重制御による鋼片の接合
を行い (設定接合面圧は表１におけるそれぞれの鋼種の
値の中間の値に設定) その際の接合状況を調査した。

【００２２】加熱条件, 誘導加熱方式 加熱温度：No.1(1480 ℃), No.2(1430 ℃),No.3(1400
℃) No.4(1400 ℃), No.5(1390 ℃),No.6(1385 ℃) 加熱時間：No.1( 6 sec),No.2( 6 sec),No.3( 6
sec) No.4( 6 sec),No.5( 6 sec),No.6( 6 sec)

【００２３】その結果、No.1〜5 のものについては鋼片
の接合初期から接合が完了するまでスパークや材料の溶
け落ちなどの発生は全く良好な接合が可能であることが
確かめられた。なお、No.6のステンレス鋼については、
融点が低いこと、熱伝導率が小さいことから接合長さと
面圧との関係が非常に変動しやすく、図６の破線に示す
ごとく初期の荷重パターンで押圧した場合に昇温が遅れ
がちとなりこのまま継続して接合を行うと接合面圧が大
きくずれてしまい良好な接合部を得ることができなかっ
た。そこで、図６の実線に示すごとく実測接合長さから
面圧を計算し、その接合長さにおける荷重を計算して荷
重パターンを逐次変えていくフィードバック制御を行っ
た。その結果、接合状況が有利に改善された。

【００２４】

【発明の効果】この発明によれば、鋼片の端部を突き合
わせて接合する場合に発生していたスパークや材料の溶
け落ち等に起因する接合不良を回避して良好な接合部を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続熱間圧延を実施するのに用いて好適な鋼片
の接合設備の構成を示した図である。

【図２】鋼片の接合時における平面形状を示した図であ
る。

【図３】鋼片の接合要領の説明図である。

【図４】荷重パターンの算出要領を示した図である。

【図５】押圧荷重の制御要領を示した図である。

【図６】接合面圧と実測接合長さの関係を示したグラフ
である。

【符号の説明】

１ 切断手段 ２ 接合手段 ３ スケールブレーカー ４ 仕上げ圧延機群 Ａ 先行鋼片 Ｂ 後行鋼片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高島 典生 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 平林 毅 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 武智 敏貞 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 天沼 修二 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 林 寛治 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 森本 和夫 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行する鋼片の後端部およびこれに引き
   続く後続の鋼片の先端部のそれぞれに、各鋼片の突き合
   わせ状態にて鋼片幅方向の少なくとも両端部が接触する
   切断加工を施し、次いで各鋼片をその端部で突き合わせ
   ると共に加熱しつつ押圧することによって鋼片相互の接
   合面積を漸次拡大していく接合処理を施した後に、仕上
   げ圧延機群に送給して連続的に熱間圧延するに当たり、 鋼片の接合に際して必要とされる接合面圧を予め求めて
   おき、この接合面圧から計算した荷重パターンに基づい
   て鋼片を押圧することを特徴とする連続熱間圧延におけ
   る鋼片の接合方法。
2. 【請求項２】 実績荷重から求めた接合面圧を計測しこ
   の接合面圧と予め求めておいた設定接合面圧とを逐次比
   較して設定接合面圧になるように鋼片の押圧荷重を制御
   する請求項１記載の接合方法。