JPH07284806A

JPH07284806A - 完全連続圧延におけるシートバーのオンライン接合方法及びオンライン接合機

Info

Publication number: JPH07284806A
Application number: JP10325494A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Higo; 剛志比護; Tadatsugu Yoshida; 忠継吉田; Susumu Mizunuma; 晋水沼; Kazuo Watanabe; 和夫渡辺; Hiroe Nakajima; 浩衛中島
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1994-04-19
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】シートバーの圧着力の大きい圧接法であっ
て、しかも、パスライン上に固定した接合機で圧着可能
な方法を提供する。【構成】上部構造体２２中の垂直ブロック１３を下降
させるとともに下部構造体２２’中の垂直ブロック１
３’を上昇させることにより、上部および下部のそれぞ
れ二つの小ブロック１７，１７’，１８，１８’が先行
シートバー２の後端部２−１と後行シートバー３の先端
部３−１とを上下方向に押さえるとともに、パスライン
方向に圧縮して、先行シートバー２と後行シートバー３
とを接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、完全連続熱間圧延を行
う際に、パスライン上に固定して設置された接合機を用
いて、粗圧延工程と仕上げ圧延工程の間でシートバー、
棒材等の被圧延材をオンラインで接合する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、薄板の熱間タンデム圧延
では、製鋼工程から送られてきたスラブを粗圧延してシ
ートバーとし、このシートバーを多スタンドの熱間圧延
機で圧延してコイルに巻取ることにより所定の寸法の薄
板コイルにしている。しかし、仕上げ圧延において、シ
ートバーが有限長さであることにより、シートバー先端
の噛み込みおよびシートバー後端の尻抜け時の非定常圧
延が避けられない。このため、板の絞り込みなどの通板
不良発生防止等の観点から、シートバーの先後端の通板
時に通板速度を遅くする方法が取られており、生産性が
阻害される要因となっている。

【０００３】その対策として、有限長さのシートバーを
粗圧延機と仕上げ圧延機の間で接合して、いわゆるエン
ドレス圧延を行うことが検討されている。すなわち、図
２の点線５で囲まれた部分でシートバーを接合すること
が課題である。ここで、１は仕上げ圧延用ロール、２は
非圧延材であるシートバーの先行材、２−１は先行材の
後端部、３は後行材、３−１は後行材の先端部、４はテ
ーブルローラーである。

【０００４】特開昭５７−１０９５７４号公報には、粗
圧延機、コイルボックス、保熱装置、捲き戻し装置、移
動式接合機（スイングローラー式テーブル）、仕上げ圧
延機からなるプロセスが開示されている。この方式で
は、接合が溶接により行われる。したがって、先行材の
後端部と後行材の先端部の全面を接合するためには時間
がかかり、移動式接合機の走行距離が長くなるという問
題がある。

【０００５】また、固定式溶接機の例として、特開昭６
１−１５８２８５号公報および特開昭６１−４２７６８
号公報に通電加熱とアップセットを用いるプロセスが示
されている。この方法では固定式溶接機を用いるのでス
イングローラー式テーブルは不要である。しかし、ルー
パーなどのシートバーの貯蔵装置が必要であり、シート
バーが塑性変形をしない最小の曲げ半径が２５ｍ程度の
オーダーとなることが多いことを考慮すると、ルーパー
などの設備の大型化が避けられず高コストになる欠点が
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上示した従来技術で
は、シートバーの溶接に長い時間を要するので、設備コ
ストが高くなる問題があった。この問題を解決するため
に、短時間で接合できる技術を開発することが必要であ
る。

【０００７】短時間で接合する手段としては、すでに被
圧延材が９００〜１３００℃程度の高温であることを考
えれば、圧力をかけて固相接合するのが最も効率的であ
る。先行材の後端部の端面と後行材の先端部の端面を圧
接するためには、図３の矢印で示したように両面が圧着
する方向に力を加えなければならない。このための方法
として、常識的に鍛接法とピンチローラー法の２つが知
られている。

【０００８】図４には、鍛接法が示してある。ここで、
６はシートバーの先後端を鍛造するためのパンチであ
り、太い矢印の方向に力が加わるが、この作用によりシ
ートバーの先後端部は点線の矢印の方向に押しつけられ
て圧着される。この方法によれば比較的短時間でシート
バーを接合することが可能である。図４（ｂ）に、接合
後のシートバーの幅方向形状を示したが、接合部８は幅
が広がっており、種々の圧延トラブルの原因となる。

【０００９】また、ピンチローラー法が図５に示してあ
る。このピンチローラー法は、ローラー９による摩擦力
によって、シートバーの先後端部に点線の矢印方向に圧
着力を作用させる方法である。しかし、この方法では圧
着力が弱いので、シートバーの先後端部を融点近くの高
温に上げなければならない。また、ロール本数を増やせ
ば圧着力を増やすことができるが、シートバー表面の表
面疵も同時に増やすことになり、製品の商品価値を失う
原因となる。

【００１０】したがって、圧着により、接合するために
は、このような欠点のない新しい方法を開発しなければ
ならない。特に、走行スタンドを用いないで接合するこ
とができれば、そのメリットは極めて大きい。

【００１１】

【課題を解決するための手段】シートバーの圧着力の大
きい圧接法であって、しかも、パスライン上に固定した
接合機で圧着可能な方法について、種々検討した結果、
以下のような方法を開発することができた。

【００１２】原理図である図６および図１に基づいて本
方法を説明する。図６は圧着直前の接合機１０とシート
バーの位置関係を示している。先行材２は仕上げ圧延機
に噛み込んで圧延中であり、後行材３は先行材に接近し
て、先行材とほぼ同速度で走行中である２本のシートバ
ーの先行材の後端部２−１と後行材の先端部３−１を走
行中に接合するために、垂直方向にのみ移動可能な、軸
線１２が垂直方向である垂直ブロック１３と、この垂直
ブロックと傾斜面１４を介して互いに摺動可能に接して
おり、しかも垂直ブロックの動きにつれて垂直方向のみ
でなく水平方向前方に移動可能な、軸線１５が水平方向
である水平ブロック１６の２つのブロックからなり、さ
らに、この水平ブロックがその下面で２つの小ブロック
１７、１８と傾斜面１９、２０を介して摺動可能に接し
ており、この傾斜面がこの２つの小ブロックが前記水平
ブロックの下降に対応して互いに近づくような組み合わ
せ構造になっている上部構造体２２と、この上部構造体
とパスラインを含む水平面に対してほぼ対称なブロック
および小ブロックの配置を有する下部構造体２２’とが
パスラインをはさんで隔離して対向配置された接合機１
０を、パスライン上に固定して設置し、走行中の２本の
シートバーの先行材の後端部と後行材の先端部が前記接
合機１０のほぼ中央部２３に到達するとほぼ同時に、こ
の構造体中の垂直ブロック１３をガイド２１に沿って下
降させるとともに、垂直ブロック１３’をガイド２１’
に沿って上昇させることにより、水平ブロック１６、１
８’が垂直方向ならびに水平方向に移動し、上部および
下部のそれぞれ２つの小ブロック１７、１７’、１８、
１８’が垂直方向ならびに水平方向にも移動して先行材
の後端部と後行材の先端部とを上下方向に押さえると共
にパスライン方向に沿って圧縮することにより、先行材
と後行材とを接合させる。なお、下部構造体の部分に付
けた番号のダッシュは、上部構造体の同じ番号に対応し
た部分であることを示している。

【００１３】

【作用】図１は、上記方法により圧着中の接合機とシー
トバー等の位置関係を示している。接合機１０の内部の
ブロック１３、１３’は図示しない油圧装置により変位
するシリンダーブロックによりＶ１の速度で圧し下げら
れる。この動きにつれ、水平ブロック１６および１６’
は図中に示した矢印の向きに速度Ｖ２で移動するととも
に垂直方向にも移動する。この時、Ｖ２＝Ｖ１ｃｏｔθ の関係がある。但し、θは垂直ブロック１３、１３’と
水平ブロック１６、１６’の傾斜面の角度（傾斜角）で
ある。

【００１４】また、小ブロック１７、１８は、それぞれ
の傾斜角φ1 、φ2 が逆方向なので、ブロック１６の水
平方向及び垂直方向への移動に伴い互いに水平方向で反
対の方向に摺動して押し合うと共に、下方向にも圧縮を
およぼす。同様に、ブロック１６’の水平方向及び垂直
方向への移動に伴い小ブロック１７’、１８’も互いに
押し合うと共に、シートバーに対して上方向の力をおよ
ぼす。これらの力により、シートバーの先後端部は圧着
する。

【００１５】傾斜面１４、１４’、１９、１９’、２
０、２０’は滑らかなほどよいが、小ブロックがシート
バーと接する面２４、２４’、２５、２５’は、この面
に働く摩擦力でシートバーを圧接するので面粗度は粗い
方がよい。しかし、あまり粗くすると製品表面の品質を
低下させる可能性があるので、適度な面粗度が要求され
る。

【００１６】本方法により圧着されるシートバーの先後
端部の端面のスケールは、スケールブレーカにより圧着
直前に落としておくのが望ましい。これには、従来技術
であるガスを吹き付ける方法やショットピーニング方式
などの各種の方法を適用できる。圧着後水平シリンダー
を基の位置に戻すためには、油圧方式、機械的方式など
の各種従来技術を適用できる。

【００１７】先行材後端部と後行材先端部の軸心を正確
に合わせる技術を種々検討した結果、以下のような方法
が有効であることが明らかになった。すなわち、図７に
示したように、先行材後端部２−１と後行材先端部３−
１が接合構造体１０の上下に配設された小ブロック１
７、１７’の出側を通り過ぎる直前に、シートバーの圧
着を開始することにより、先行材後端部の内の小部分も
小ブロック１７、１７’で挟むことにより、圧着時に先
行材と後行材の軸心を確実に一致させることができるこ
とが明らかになった。また、先行材後端部２−１と後行
材先端部３−１が接合構造体１０の上下に配設された小
ブロック１８、１８’の入側に入った直後に、シートバ
ーの圧着を開始することによっても同様の効果を得るこ
とができる。

【００１８】以上のように、接合構造体１０による圧着
力でシートバーを接合する技術が確立されたが、この方
法ではこの圧着力が仕上げ圧延機の第１スタンドの圧延
挙動に影響をおよぼし、この結果仕上げ圧延機出側の板
厚精度に影響をおよぼす場合がある。水平ブロック１
６、１６’の進行方向速度Ｖ２をシートバーの進行速度
と等しくしておくことによりこの影響を取り除くことが
できる。

【００１９】上記説明では、接合機の下部は上部とほぼ
同じ構造であるが、下部構造を簡単にする方法として
は、図８に示したように、接合機１０の下部構造体２６
が、上部構造体２２からの圧し下げ力を支える小ブロッ
ク２７、２８と、このブロックを水平方向へ移動可能に
するローラー２９からなる下部構造体２６とすることに
よっても、ほぼ同じ効果が得られる。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）以下に示す条件で図６、図１の機器構成で
連続熱間圧接テストを行った。〈シートバー〉材質：低炭素Ａ１キルド鋼速度：６０ｍｐｍ（仕上げ圧延機の入り側で）温度：１０００℃（仕上げ圧延機の入り側で）寸法：板厚５０ｍｍ，板幅１１００ｍｍ端面寸法：シアーによる切断面形状を図９（ａ）に示し
た。図中のｔは板厚である。端面の概略寸法はｘ₁＝２５ｍｍｙ₁＝１０ｍｍｘ₂＝１０ｍｍｙ₂＝２６ｍｍである。〈圧延条件〉仕上げスタンド数：６第１スタンドの圧下率：５０％仕上げ厚さ：３．２ｍｍ〈接合機〉上部および下部圧縮力（Ｆ）：４７６トン傾斜角：θ＝３０° φ₁＝３０° φ₂＝４５° 接合時間：１秒水平ブロックの水平方向長さ：１．５ｍ水平ブロックの垂直方向高さ：０．８ｍ小ブロック１７、１７’、１８、１８’の水平方向長
さ：０．３ｍ〈スケール除去〉接合直前に高圧酸素を吹き付けること
により、スケールを除去した。

【００２１】図９（ｂ）は圧着後の形状を模式的に示し
たものであるが、幅方向にもほぼ同形状を保っており、
全断面の９０％以上が接合していた。また、引き続き仕
上げ圧延を行ったが、圧延時破断は生じなかった。仕上
げ板厚の変動は接合部前後の０．３ｍの部分を除き、板
厚の０．３％以内であり、非常に良好であった。

【００２２】（実施例２）設備については実施例１と同
条件であるが、図７の方法により、水平ブロックによる
圧着時期を実施例１をより速くして、小ブロックにより
先行材の後端部の小部分も挟むことにより、先行材と後
行材の軸心をより正確に合わせて、テストを行った。こ
の結果、実施例１と同じく、全断面の９０％以上が接着
しており、しかも、圧延時の破断も生じなかった。

【００２３】（実施例３）図８で示したように、上部構
造体からの圧し下げ力を支える２つの小ブロックと、こ
のブロックを水平方向へ移動可能にするローラーからな
る下部構造体を使用してテストを行った。テスト条件
は、上部構造体については、圧着力が９５２トンである
以外は実施例１と同じである。下部構造体の条件は以下
の通りである。〈下部構造体〉小ブロック寸法：１．５ｍ×０．３ｍローラー：直径５０ｍｍ×２０個この場合も、実施例１と同様の非常に良好な結果が得ら
れた。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、上記のように、固定ス
タンドで、非常に短時間で接合が完了するので、既存の
実機設備の大改造を要しない。また、全幅方向の接合が
容易に行われるので、圧延時の破断トラブルが生じない
など多くの有用な効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図（圧着時の接合機構を示す）で
ある。

【図２】圧延ライン上の接合位置を示す図である。

【図３】シートバーの圧着力の方向を示す図である。

【図４】（ａ）は鍛造による接合機構、（ｂ）は鍛造に
より接合された後のシートバーの幅方向形状を示す図で
ある。

【図５】ピンチロールによる圧着機構を示す図である。

【図６】本発明の原理図（接合機の機構）である。

【図７】先行材と後行材のセンタリングを向上させる方
法を説明する図である。

【図８】接合機の構造を簡単にする方法を説明する図で
ある。

【図９】（ａ）は実施例で用いたシートバーの先後端形
状、（ｂ）はシートバーの接合後の形状である。

【符号の説明】

１仕上げ圧延機第１スタンド２シートバー（先行材）２−１先行材後端部３シートバー（後行材）３−１後行材先端部４テーブルローラー５接合位置６鍛造用パンチ７鍛造時のクランプ用パンチ８鍛造による接合部の幅方向形状９ピンチロール１０接合機１１パスセンター１２垂直方向ブロックの軸線１３，１３’ 垂直方向ブロック１４，１４’ 垂直ブロックと水平ブロックとの間の摺
動面１５水平方向ブロックの軸線１６，１６’ 水平方向ブロック１７，１７’，１８，１８’ 小ブロック１９，２０水平ブロックと小ブロックとの間の摺動
面２１垂直ブロックのガイド２２上部構造体２２’ 下部構造体２３先行材後端部と後行材先端部との接合部２４小ブロック１７がシートバーに接する面２５小ブロック１８がシートバーに接する面２６下部構造体２７，２８下部構造体の小ブロック２９下部構造体の水平ブロック移動用ローラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺和夫千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者中島浩衛千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パスライン上に固定された支持体に、垂直
方向に移動可能に支持された垂直ブロックと、前記支持
体に垂直方向及び水平方向に移動可能に支持され、前記
垂直ブロックと傾斜面を介して移動可能に接するととと
もに、垂直ブロックの動きに応じて垂直方向およびシー
トバーの進行方向に移動可能な水平ブロックと、該水平
ブロックの下部に、傾斜面を介して接するように並設し
た二つの小ブロックとからなり、該二つの小ブロックが
前記水平ブロックの下降に対応して互いに近づく様な組
合わせ構造になっている上部構造体と、該上部構造体と
パスラインを挟んで隔離して対向配置され、パスライン
を含む水平面に対してほぼ対称なブロックの配置を有す
る下部構造体とからなる接合機を用いて、上記上部構造体中の垂直ブロックを下降させるとともに
下部構造体中の垂直ブロックを上昇させることにより、
上部および下部のそれぞれ二つの小ブロックが先行シー
トバーの後端部と後行シートバーの先端部とを上下方向
に押さえるとともに、パスライン方向に圧縮して、先行
シートバーと後行シートバーとを接合することを特徴と
する完全連続圧延におけるシートバーのオンライン接合
方法。
【請求項２】請求項１記載の完全連続圧延におけるシー
トバーのオンライン接合方法であって、下部構造体は、パスラインをはさんで対向して配置した
水平移動可能な二つの小ブロックからなり、それぞれの
小ブロックは、上部構造体の小ブロックの直下位置に配
置されて、昇降可能である接合機を用いて、上記上部構造体中の垂直ブロックを下降させることによ
り、上部および下部のそれぞれ二つの小ブロックが先行
シートバーの後端部と後行シートバーの先端部とを上下
方向に押さえるとともに、パスライン方向に圧縮して、
先行シートバーと後行シートバーとを接合することを特
徴とする完全連続圧延におけるシートバーのオンライン
接合方法。
【請求項３】前後してパスライン上を走行するシートバ
ーを接合するオンライン接合機であって、パスライン上に固定された支持体に、垂直方向に移動可
能に支持された垂直ブロックと、前記支持体に垂直方向
及び水平方向に移動可能に支持され、前記垂直ブロック
と傾斜面を介して移動可能に接するととともに、垂直ブ
ロックの動きに応じて垂直方向およびシートバーの進行
方向に移動可能な水平ブロックと、該水平ブロックの下
部に、傾斜面を介して接するように並設した二つの小ブ
ロックとからなり、該二つの小ブロックが前記水平ブロ
ックの下降に対応して互いに近づく様な組合わせ構造に
なっている上部構造体と、該上部構造体とパスラインを挟んで隔離して対向配置さ
れ、パスラインを含む水平面に対してほぼ対称なブロッ
クの配置を有する下部構造体と、からなることを特徴とする完全連続圧延におけるシート
バーのオンライン接合機。
【請求項４】請求項３記載の完全連続圧延におけるシー
トバーのオンライン接合機であって、下部構造体は、パスラインをはさんで対向して配置した
水平移動可能な二つの小ブロックからなり、それぞれの
小ブロックは、上部構造体の小ブロックの直下位置に配
置されて、昇降可能であることを特徴とする完全連続圧
延におけるシートバーのオンライン接合機。