JPH09103809A - カッター交換装置を有する圧延材接合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 圧延材のスケールを除去する際用いられるカ
ッターを短時間に安全に交換できるようにする。 【解決手段】 先行圧延材の後端部を水平に挟持して上
下動可能な後端ピンチローラと、後行圧延材の先端部を
水平に挟持する先端ピンチローラと、先行圧延材の後端
部下面と後行圧延材の先端部上面を円筒状カッターで切
削加工する加工装置と、先行圧延材の上面に接する上金
型と後行圧延材の下面に接する下金型とにより圧延材と
ほぼ同一厚さまで圧縮する圧接装置と、円筒状カッター
を交換するカッター交換装置３２とを備え、加工装置
は、カッターを着脱可能に軸支するカッター支持装置３
７を有し、カッター交換装置３２は、圧延材の幅方向に
移動する交換用台車３３と、交換用台車３３に設けられ
この移動方向に伸びたアーム３５と、アーム３５の先端
部に設けられカッターを把持するクランプ装置３６を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延設備にお
いて圧延材とともに走行しながら、先行する圧延材の後
端と後行する圧延材の先端とを接合する装置に係わり、
特に圧接接合する面のスケールを除去する円筒状のカッ
ターを交換できるカッター交換装置を有する圧延材接合
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱間圧延設備では加熱炉から供給
されるスラブを粗圧延機及び仕上圧延機で圧延し、所望
の板厚のストリップ材を得ている。しかしかかる方法で
はスラブ単位ごとに圧延作業が行われることになるの
で、連続して圧延作業を行うことが要望されていた。ま
たこのようにスラブ単位で圧延する場合、圧延材の端部
（前端部と後端部）に欠陥を生じ易く圧延材の歩留まり
を低下させ、かつ噛込みや尻抜け等のため圧延速度を高
速化しにくい問題点があった。このため粗圧延機で圧延
された圧延材の後端と次の圧延材の前端とを接合して仕
上圧延機に供給する接合装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６３−９３４０
８号の「バー接合設備」には圧延材にループを形成し
て、後端と前端を圧接する設備が提案されている。圧接
接合する場合、圧接する面の酸化被膜（スケール）を除
去し、再度酸化しないようにしながら圧接する必要があ
る。このスケールを除去するためカッターが用いられる
が、高温の圧延材と接触するため損傷が生じ易く、頻繁
にカッターを新規又は再加工のため交換しなければなら
ない。また交換作業は短時間に確実に行う必要があるた
め自動化が要求される。上記文献にはこのようなカッタ
ーを交換する装置の記載がなく、このため圧延材を圧接
接合する装置においてカッターを短時間に確実に交換で
きる装置が要望されていた。

【０００４】本発明は上述した問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち本発明は、先行する圧
延材の後端と後行する圧延材の先端とを圧延材とともに
走行しながら接合することができ、短時間に圧延材を十
分な接合強度で接合することができ、さらに、圧延材の
スケールを除去する際用いられるカッターを短時間に確
実に交換できる装置を備えた圧延材接合装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、圧延方向に走行する台車と、該
台車上に取付けられ先行する圧延材の後端部を水平に挟
持して上下動可能な後端クランプ装置と、前記台車上に
取付けられ後行する圧延材の先端部を水平に挟持する先
端クランプ装置と、先行圧延材の後端部下面と後行圧延
材の先端部上面を円筒状カッターで切削加工する加工装
置と、該加工面を還元状態に保持する還元保持装置と、
先行圧延材と後行圧延材の加工面を重合わせ、先行圧延
材の上面に接する上金型と後行圧延材の下面に接する下
金型により圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮する圧接装置
と、前記円筒状カッターを交換するカッター交換装置と
を備え、前記加工装置は、前記カッターを着脱可能に軸
支するカッター支持装置を有し、前記カッター交換装置
は、圧延材の幅方向に移動する交換用台車と、該交換用
台車に設けられこの移動方向に伸びたアームと、該アー
ムの先端部に設けられ前記カッターを把持するクランプ
装置を有する。

【０００６】上記構成により、後端クランプ装置と先端
クランプ装置により、先行圧延材と後行圧延材を挟持し
たままで台車が圧延方向に走行するので、圧延材を連続
的に仕上圧延機に供給できる。また、加工装置により接
合面を切削加工し、圧延装置により加圧するが、これに
より切削加工と圧接を連続して行えるため短時間に圧接
でき高速圧接が可能となる。この際還元保持装置により
加工面を還元状態にして圧接するので酸化スケールが発
生せず十分な接合強度が得られる。また、台車を交換用
台車の位置に停止させ、アームの先端部のクランプ装置
がカッターの位置にくるよう交換用台車を移動した後、
クランプ装置でカッターを把持する。次にカッター支持
装置によりカッターをこのカッター支持装置から取り外
し、交換用台車を移動してカッターを所定の交換場所へ
取り出すことができる。また交換するカッターをクラン
プ装置で把持し交換用台車を移動してカッター支持装置
の位置まで搬送し、カッター支持装置で支持した後クラ
ンプ装置を開放することにより、カッターを取付けるこ
とができる。

【０００７】請求項２の発明では、前記カッター支持装
置は、カッターの両端にそれぞれ設けられ先端が円錐ま
たは切頭円錐状でありカッター両端の円錐または切頭円
錐状に切り込まれた凹み部に嵌合する支持軸と、該支持
軸を回転伝達可能で軸方向に摺動可能に支持する円筒体
と、該円筒体の一端に設けられ前記支持軸を軸方向に摺
動する支持軸移動装置と、前記円筒体を回転可能に支持
する軸受部と、前記円筒体に回転を伝達する回転伝達装
置とを有する。

【０００８】カッターの両端は先端が円錐または切頭円
錐状の支持軸が嵌合して支持されている。支持軸は円筒
体の回転により一緒に回転しカッターを回転させる。ク
ランプ装置で把持されたカッターの切り離しは、支持軸
移動装置により支持軸をカッターから離れるように移動
させて行う。また、新たなカッターの取付けは、支持軸
移動装置により支持軸をカッター側から離した状態にし
て、新たなカッターをカッター取付け位置まで交換用台
車で搬送し、支持軸移動装置により支持軸をカッターの
両端に挿入し嵌合させることにより行う。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお各図において同一の符
号は同一の意味を表す。図１は実施形態の構成を示す側
面図である。図２は図１のＸ−Ｘ断面図である。図１に
おいて、本圧延材接合装置１０は、圧延方向に走行する
台車１２と、台車１２上に取付けられ先行する圧延材１
の後端部を水平に挟持して上下動可能な後端クランプ装
置として用いられる後端ピンチローラ１４と、台車１２
上に取付けられ後行する圧延材２の先端を水平に挟持す
る先端クランプ装置として用いられる先端ピンチローラ
１６と、先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先
端部上面を円筒状カッター１９ａで加工する加工装置１
８と、加工面を還元状態に保持する還元保持装置２０
と、先行圧延材１と後行圧延材２の加工面を重合わせて
圧延材１、２とほぼ同じ厚さまで圧縮して接合する圧接
装置２２と、図２に示すカッター交換装置３２を備えて
いる。

【００１０】圧接装置２２のフレーム２４の側面に取付
けられた昇降シリンダ１４ａは、先行圧延材１の後端下
面をカッター１９ａの上面に接触させる加工高さＨと先
行圧延材１の後端部を後行圧延材２の先端部とほぼ同一
高さに保持する圧接高さＬとの間で後端ピンチローラ１
４を上下動させる。後端ピンチローラ１４は上下２段の
ローラからなり、上段ローラは図示しない駆動装置にて
上下動する。上段ローラは降下したとき先行圧延材１の
後端部を水平に挟持し、一方上昇したとき下段ローラが
圧延材の案内ローラとなる。かかる構成により、後端ピ
ンチローラ１４により先行圧延材１の後端部を水平に挟
持し、昇降シリンダ１４ａにより先行圧延材１を加工高
さＨに保持して、カッター１９ａで先行圧延材１の後端
部下面と後行圧延材２の先端部上面を切削加工すること
ができ、次に圧接高さＬに保持して先行圧延材１と後行
圧延材２の加工面を重合わせ、圧接装置２２により圧縮
して接合することができる。

【００１１】先端ピンチローラ１６は、後端ピンチロー
ラ１４と同様の構造であり、上段ロールが図示しない装
置により降下して後行圧延材２の先端部を水平に挟持
し、上昇したとき下段ローラが圧延材の案内ローラとな
る。後端ピンチローラ１４の前方には案内ローラ１５が
階段状に設けられ、圧延材１がなだらかな曲線となるよ
うになっている。変位ローラ１５ａは後端ピンチローラ
１４の上下動に応じて上下動し、後端ピンチローラ１４
が圧接高さＬになったときは圧延材１が水平になるよう
に変位する。先端ピンチローラ１６の前後にも案内ロー
ラ１７が設けられ圧延材２がなだらかな曲線となるよう
になっている。

【００１２】加工装置１８は、圧延材１、２の幅方向の
軸心を中心に回転する円筒形のカッター１９ａと、カッ
ター１９ａを斜め方向に揺動させる揺動装置１９ｂと、
カッター１９ａを圧延方向に傾斜して前後進させる往復
動装置１９ｃとからなる。カッター１９ａは揺動装置１
９ｂのアーム先端に取付けられ、図示しない回転駆動装
置により回転する。カッター１９ａは揺動装置１９ｂと
往復動装置１９ｃにより図１でアームを実線で示す加工
位置で先行圧延材１の後端部下面と後行圧延材２の先端
部上面を切削加工し、加工後アームを１点鎖線で示す位
置に退避する。

【００１３】還元保持装置２０は、コークス炉ガス、Ｌ
ＰＧ、ＬＮＧ等の可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも
少ない酸素で燃焼させて還元炎を生成し加工面に吹き付
けて酸化を防ぐ還元炎バーナ２０ａ、２０ｂよりなり、
還元炎バーナ２０ａは後端ピンチロール１４に、還元炎
バーナ２０ｂは図示しない支持材を介して台車１２に取
付けられ、先行圧延材１と後行圧延材２の加工面に向け
て還元ガスを吹きつけ、切削面を常に還元状態に保持し
ている。

【００１４】圧接装置２２では、複数（本件では３本）
の油圧シリンダ２３が用いられる。油圧シリンダ２３は
フレーム２４で支持され、フレーム２４は複数（本件で
は両端にそれぞれ２本づつ）設けられた支柱２５により
支持され、支柱２５の下方は台車１２に固定されてい
る。油圧シリンダ２３のロッド先端には上金型装置２６
に固定され、上金型装置２６の下方には油圧シリンダ２
３からの圧縮荷重を支える下金型装置２７が台車１２に
固定されている。油圧シリンダ２３により上金型装置２
６を圧下することにより先行圧延材１の上面と後行圧延
材２の下面を押圧し、圧延材１、２とほぼ同一厚さに圧
接する。

【００１５】台車１２は、複数の車輪１３を有し、圧延
方向に延びたレール３上を走行する。Ｂは圧延装置の圧
延高さであり、複数のローラ４が圧延材を圧延高さＢで
支持し圧延方向に移動させる。レール３はローラ４を跨
ぐ位置に配置され、圧接高さＬを圧延高さＢより高くし
て、レール３より高い位置で台車１２が走行できるよう
にしている。圧延材１、２を圧延装置の圧延高さＢから
先端ピンチローラ１６に案内し、かつ後端ピンチローラ
１４から圧延高さＢに案内する上下に揺動可能な傾斜ガ
イド２８、３０が設けられ、それぞれの油圧シリンダ２
９、３１で揺動する。これにより既存の圧延装置をその
まま稼働させることができる。

【００１６】図２はカッター交換装置を示す。台車１２
の走行範囲内で保守作業を行う適切な位置にカッター交
換装置３２が設けられ、台車１２のレール３に直角方向
に交換用台車３３のレール３４が敷設されている。交換
用台車３３は図示しない走行装置によりレール３４上を
走行し、定められた位置で正確に停止する。交換用台車
３３にはレール３４方向にアーム３５が水平に設けら
れ、先端部にはカッター１９ａの幅に合わせてカッター
１９ａの両端を把持するクランプ装置３６が設けられて
いる。アーム３５の長さは交換用台車３３がレール３４
のストッパー３４ａで停車した位置でクランプ装置３６
がカッター１９ａの両端を把持するように調整可能とな
っている。

【００１７】図３はカッター１９ａの揺動装置１９ｂ、
往復動装置１９ｃの詳細構造とクランプ装置３６を示
す。揺動装置１９ｂは圧延材１、２の走行方向に傾斜し
た傾斜板４１と、この傾斜板４１上を摺動する摺動板４
２と、摺動板４２に軸方向を圧延材の板幅方向にして回
動可能に軸支されたアーム回転軸４３と、アーム回転軸
４３に付け根を固定され先端にカッター１９ａを軸支す
るカッター支持装置３７を設けたカッターアーム４４
と、カッターアーム４４を揺動する油圧シリンダ４５よ
り構成される。往復動装置１９ｃは摺動板４２を圧延材
１、２走行方向にかつ傾斜して往復動させる。

【００１８】図２において、カッター回転モータ４６は
台車１２に固定され、摺動板４２上に設けられた軸受４
７との間をユニバーサルジョイント４８で接続し、ベル
ト（例えばタイミングベルト）４９を駆動してカッター
支持装置３７を回転する。かかる構成により摺動板４２
が往復動してもカッター回転モータ４６からの回転をカ
ッター支持装置３７に伝達することができる。

【００１９】図３において、クランプ装置３６はアーム
３５の先端部に設けられ、カッター１９ａを把持する把
持アーム３６ａと把持アーム３６ａを開閉する油圧シリ
ンダ３６ｂとからなる。カッター１９ａをクランプ装置
３６で把持して取り外し、取り付けを行う場合、カッタ
ー１９ａの軸方向への移動が行われるが、このときはカ
ッターアーム４４を回転してカッター支持装置３７とカ
ッター１９ａが干渉しないようにする。なお、クランプ
装置３６をアーム３５に対して上下できるような構造と
すればカッターアーム４４を回転しなくてもよい。

【００２０】図４はカッター支持装置３７の断面図であ
る。支持軸５１は切頭円錐状の頭部を有し、カッター１
９ａ端部に設けられた切頭円錐状の凹みと嵌合し、軸部
は円筒体５２の内面と軸方向に摺動可能に嵌合する。頭
部の嵌合部にはキーが設けられ回転をカッター１９ａに
伝達する。また軸部は円筒体５２の内面と滑りキーで接
合し、回転を伝達するとともに軸方向の摺動を可能にし
ている。円筒体５２の非カッター１９ａ側には支持軸移
動装置として油圧シリンダ５３が設けられ、そのロッド
は円筒体５２の内部を貫通して支持軸５１と固着してお
り、支持軸５１を軸方向に摺動して支持軸５１の頭部と
カッター１９ａとの着脱を行う。なお油圧シリンダ５３
は円筒体５２とともに回転するので図示しないロータリ
ージョイントで油圧配管と接続している。円筒体５２の
一端には回転伝達装置としてベルト車５４が設けられ、
タイミングベルト４９により円筒体５２を回転し、支持
軸５１を介してカッター１９ａを回転する。円筒体５２
の他端は軸受５５で軸支され、軸受５５はカッターアー
ム４４の先端に取り付けられている。かかる構成により
カッター１９ａの両端をクランプ装置３６で把持した状
態で油圧シリンダ５３を操作することにより、カッター
１９ａとカッター支持装置３７の支持軸５１とを着脱す
ることができる。

【００２１】次に、カッター交換作業について説明す
る。カッター交換は圧延材接合装置１０による接合作業
が行われていないときに行う。この場合、図１において
傾斜ガイド２８、３０を水平に近づけ、圧延高さＢで圧
延材を走行させることにより、通常の圧延作業を実施中
でもカッター交換作業を実施できる。先ず、台車１２を
交換用台車３３のレール３４位置に停止させる。この位
置は決まった位置であるので、台車１２の走行制御装置
に予めプログラムで組み込むことにより容易に可能であ
る。次に揺動装置１９ｂと往復動装置１９ｃによりカッ
ターアーム４４を図３の一点鎖線で示す位置に移動す
る。この状態で交換用台車３３を移動して図２に示すよ
うにクランプ装置３６がカッター１９ａの両端位置にく
るようにする。この位置でレール３４のストッパー３４
ａに交換用台車３３が当たるようにすればよい。次にク
ランプ装置３６でカッター１９ａの両端を把持した後、
油圧シリンダ５３を操作して支持軸５１をその軸方向に
移動してカッター１９ａと切り離し、カッターアーム４
４を回転してカッター１９ａの引き出しできるようにし
た後、交換用台車３３を移動することによりカッター１
９ａを取り外すことができる。

【００２２】この状態で新たなカッター１９ａの取り付
け行う。新たなカッター１９ａを交換用台車３３のクラ
ンプ装置３６に把持した状態で、交換用台車３３を移動
しストッパー３４ａで停止するとカッター１９ａは取り
付け位置にくる。カッターアーム４４を回転して支持軸
５１とカッター１９ａの軸芯を合わせた後、油圧シリン
ダ５３を操作して支持軸５１とカッター１９ａを嵌合さ
せる。次にクランプ装置３６を開放し、交換用台車３３
を引き出してカッター１９ａ交換作業を終了する。

【００２３】クランプ装置３６、カッター支持装置３７
は遠隔操作が可能であり、自動化も容易にできる。また
交換用台車３３の操作も自動化可能であるのでカッター
交換作業を自動化できる。これにより確実に且つ迅速に
カッター交換が可能となる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の設備は圧接面の加工と圧縮を連続して行うことによる
高速圧接、加工面を還元状態して圧接することによる十
分な接合強度、および重ね合わせ面を圧延材とほぼ同一
厚さまで圧縮しほぼ均一な厚みとすることによる安定し
た接合強度を得ることができる。さらに、スケールを除
去するカッターの交換装置をオフラインに備えているの
で、カッターの交換を確実に、かつ迅速に行うことがで
きる。しかも、このカッター交換作業中も圧延材の接合
を行わない従来の圧延作業を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示す側面図であ
る。

【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。

【図３】揺動装置、往復動装置及びクランプ装置の構成
を示す図である。

【図４】カッター支持装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１、２ 圧延材 ３ レール ４ ローラ １２ 台車 １３ 車輪 １４ 後端ピンチローラ（後端クランプ装置） １４ａ 昇降シリンダ １５、１７ 案内ローラ １５ａ 変位ローラ １６ 先端ピンチローラ（先端クランプ装置） １８ 加工装置 １９ａ カッター １９ｂ 揺動装置 １９ｃ 往復動装置 ２０ 還元保持装置 ２０ａ、２０ｂ 還元炎バーナ ２２ 圧接装置 ２３ 油圧シリンダ ２４ フレーム ２５ 支柱 ２６ 上金型装置 ２７ 下金型装置 ２８、３０ 傾斜ガイド ２９、３１ 油圧シリンダ ３２ カッター交換装置 ３３ 交換用台車 ３４ レール ３５ アーム ３６ クランプ装置 ３７ カッター支持装置 ４１ 傾斜板 ４２ 摺動板 ４３ アーム回転軸 ４４ カッターアーム ４５ 油圧シリンダ ４６ カッター回転モータ ４７ 軸受 ４８ ユニバーサルジョイント ４９ ベルト ５１ 支持軸 ５２ 円筒体 ５３ 油圧シリンダ ５４ ベルト車 ５５ 軸受 Ｈ 加工高さ Ｌ 圧接高さ Ｂ 圧延高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田添 信広 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 (72)発明者 沖 正海 大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金 属工業株式会社内 (72)発明者 坂本 浩一 大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金 属工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延方向に走行する台車と、該台車上に
   取付けられ先行する圧延材の後端部を水平に挟持して上
   下動可能な後端クランプ装置と、前記台車上に取付けら
   れ後行する圧延材の先端部を水平に挟持する先端クラン
   プ装置と、先行圧延材の後端部下面と後行圧延材の先端
   部上面を円筒状カッターで切削加工する加工装置と、該
   加工面を還元状態に保持する還元保持装置と、先行圧延
   材と後行圧延材の加工面を重合わせ、先行圧延材の上面
   に接する上金型と後行圧延材の下面に接する下金型とに
   より圧延材とほぼ同一厚さまで圧縮する圧接装置と、前
   記円筒状カッターを交換するカッター交換装置とを備
   え、 前記加工装置は、前記カッターを着脱可能に軸支するカ
   ッター支持装置を有し、前記カッター交換装置は、圧延
   材の幅方向に移動する交換用台車と、該交換用台車に設
   けられこの移動方向に伸びたアームと、該アームの先端
   部に設けられ前記カッターを把持するクランプ装置を有
   することを特徴とするカッター交換装置を有する圧延材
   接合装置。
2. 【請求項２】 前記カッター支持装置は、カッターの両
   端にそれぞれ設けられ先端が円錐または切頭円錐状であ
   りカッター両端の円錐または切頭円錐状に切り込まれた
   凹み部に嵌合する支持軸と、該支持軸を回転伝達可能で
   軸方向に摺動可能に支持する円筒体と、該円筒体の一端
   に設けられ前記支持軸を軸方向に摺動する支持軸移動装
   置と、前記円筒体を回転可能に支持する軸受部と、前記
   円筒体に回転を伝達する回転伝達装置と、を有すること
   を特徴とする請求項１記載のカッター交換装置を有する
   圧延材接合装置。