CN1029596C - 钢板的接合方法及其接合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热轧中钢板的接合方法及其接合装置，在热轧设备输入端使先行钢板后端部和后续钢板前端部对接接合时，使它们至少在钢板宽度方向的两端区域接触，通过交变磁场对该区域进行加热处理，且对至少一钢板进行压紧处理，所说交变磁场的磁极呈扁平状，且磁极的纵横比和面积之间的关系满足下式：

W/L≥0.33+0.38(1/S)-0.05(1/S)²+0.0024(1/S)³所说接合装置由固定式夹送辊、主台车、副台车以及交变磁场发生线圈构成。

Description

本发明涉及钢板的接合方法及其接合装置，该方法及装置特别适用于将先行输送的钢板（薄板坯，扁钢坯、钢坯或大钢坯等）和紧接着该先行钢板而被输送的后续钢板，在热轧设备的输入端对接接合，并将该接合的钢板连续地输送给轧制生产线的场合。

在通常的热轧生产线中，一般需将每一块要轧制的钢板加热到设定温度后，再经过粗轧工序、精轧工序才能加工出具有所需厚度的热轧板。但是，在这样的轧制方式中，特别是在精轧过程中，存在着一些急待早日解决的问题，如因为被轧材料啮入不良而容易产生生产线停止等故障的问题，以及因为被轧材料的前、后端部的形状不良而引起的合格率大大降低的问题。

对于已有的旨在消除热轧线中存在的上述问题并进一步提高其生产能力的尝试，可参考如日本公开特许公报昭60-244401或昭61-159285中所公开那样的轧制技术。

上述各公报中公开的技术都是在精轧工序的输入端，将先行被轧材料的后端和紧接着该先行被轧材料的后续被轧材料的前端接合，从而实现将几块～几十块被轧材料连续地输送给精轧工序。根据这样的轧制方法，不会产生将每一块钢板输送给轧制生产线时所出现的啮入不良等问题，能够显著地提高生产能力。

尽管如日本公开特许公报昭60-244401所公开的那样的技术通过对钢板接合的预定部位进行高频加热，具有在比较短的时间里就能加热到设定的接合温度的优点，但由于与钢板接合无关的其余区域也被加热，因此所需的能量消耗量是相当大的，如日本公开特许公报昭61-159285所公开的那样的技术采用的是电加热的方式，由于在钢板的表面具有氧化皮屑的场合，电极辊和钢板之间接触电阻会引起电弧发生，因此有可能会损伤电极。可见，上述这些技术都不能十分理想地实现钢板的连续热轧。

此外，通常的钢板接合装置由于不能避免自身的大型化，很难适用于已有的生产线，并且还由于结构复杂，存在着保养不便的缺点。

本发明就是鉴于上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于提供一种不需要消耗无用的能量、且接合部分不会分离断裂的新的接合方法以及一种直接用于实施该方法的装置。

本发明的热轧中钢板的接合方法，其特征在于：

在热轧设备的输入端，将先行输送的钢板的后端部和紧接着先行钢板而被输送的后续钢板的前端部对接接合时，使上述各钢板的前端部和后端部至少在钢板宽度方向的两端区域接触;通过由外加贯通钢板厚度方向的交变磁场对该接触区域进行加热的处理和对该钢板中的至少一个进行压紧的处理的组合，使钢板相互 连接;

用于施加上述交变磁场的磁极呈沿钢板宽度方向的尺寸比沿钢板长度方向的尺寸大的扁平状，且磁极的纵横比和面积之间的关系满足下述关系式：

W/L≥0.33+0.38（1/S）-0.05（1/S）²+0.0024（1/S）³

式中W：磁极的横尺寸（m）

L：磁极的纵尺寸（m）

S：磁极的面积（m²）。

根据本发明的热轧中钢板的接合方法，其特征在于：使磁极和钢板的重叠量限制在各钢板接合预定部的接触长度或接合量的0.3倍以内。

根据本发明的热轧中钢板的接合方法，其特征在于：在压紧钢板的状态下进行加热。

根据本发明的热轧中钢板的接合方法，其特征在于：使用至少一个具有沿钢板的厚度方向将钢板夹住的C形铁心的交变磁场发生线圈，以便外加用于对钢板的接触区域进行加热的交变磁场。

根据本发明的热轧中钢板的接合方法，其特征在于：通过在钢板宽度方向的两边缘处在钢板相互之间分别通上与交变磁场感应产生的涡电流同相位的电流来进行加热。

本发明还涉及一种钢板的接合装置，配置在热轧设备的输入端，用于使先行输送的钢板的后端部和紧接着该先行钢板而被输 送的后续钢板的前端部接合;其特征在于：

该接合装置由至少两组用于上下夹住钢板的固定式夹送辊、在该夹送辊的设置区域之间可沿钢板的输送方向移动的主台车、配置在该主台车上、可沿钢板的宽度方向进退移动的副台车、以及固定保持在该副台车上的横向方式的交变磁场发生线圈构成，所说线圈具有沿厚度方向将钢板夹住的C形铁心。

根据本发明的钢板的接合装置，其特征在于：设置有将先行钢板的后端部和后续钢板的前端部分别上下夹住、使各钢板位于同一水平面的夹紧机构。

图1所示为适用于实施本发明的轧制设备的一个例子，在该图中，标号1为热精轧机组，2为热轧机1的输入端的先行输送的钢板（以下称为先行薄板坯），3为紧接该先行薄板坯2 的后续钢板（以下称之为后续薄板坯），4为输送薄板坯2、3并在其接合时将其压紧的夹送辊，5为用于加热先行薄板坯2的后端部和后续薄板坯3的前端部的接触区域a的交变磁场发生线圈，该交变磁场发生线圈5由形成磁极E的铁心5a、线圈5b和电源5c构成。6为用于吸收薄板坯的接合时间的防折器，在上述交变磁场发生线圈5能与薄板坯的输送同时移动的场合该防折器6可以省略。

在具有上述构成的设备中，在先行薄板坯2的后端部和后续薄板板坯3的前端部处于对接接触状态时，一旦在接触区域a上由设置在该薄板坯宽度方向的中央部的交变磁场发生线圈5外加了交变磁场d的话，则在薄板坯2、3的各端部会感应产生如图2所示那样的沿宽度方向的涡电流e。薄板坯2、3的各端部通过该涡电流e（以下称之为旋转感应电流e）的旋转产生的发热而被加热。特别是在薄板坯的接触区域a，由于存在着接触电阻，各端部的接触面的温度会因该电阻产生的焦耳发热而如图3所示那样优先地上升，因此在该接触状态下进行升温的同时，将各薄板坯2、3中的至少一个向要接合的薄板坯压紧，或者在预先压紧的状态下进行上述的加热、升温，即可在极短的时间里高效地将该接触区域贴紧接合起来。并且，因为该线圈5是非接触式的，因此根本不用担心会产生电弧而损伤设备。

在本发明中，为了使上述的加热接合更加有利地进行，先行薄板坯2和后续薄板坯3的接触区域最好至少包括其宽度方向的两边缘处。

将各薄板坯的至少两边缘处作为先行薄板坯2和后续薄板坯3的接触区域a，而除此之外的区域则设计成缝隙的例子。如 图4（a）～（g）所示。

这里之所以可以使用如上图4（a）～（g）所示的形状的薄板坯，其原因是，在接合例如，如图5（a）所示那样的平面形状的薄板坯时，在对各薄板坯的接合预定部进行加热，压紧的场合，该接触区域如图5（b）所示，能在较小的压紧力的作用下从薄板坯的两边缘处向其宽度方向的中央部扩大，在特定的接合量的条件下该接合部在随后的精轧中不会分离断裂。

图6是表示作成上述那样的平面形状的薄板坯在接合时的接合量和精轧中接合部的断裂状况之间关系的试验结果的曲线图。如图6明显所示那样，如果接触区域中的接合量B₁相对于薄板坯的宽度B分别在0.1倍以上，两侧合计在0.2倍以上的话，则在随后的精轧中不但接合部不会因轧制压下而分离断裂，而且对缩短接合时间还极为有利。

上述图4（a）所示为先行薄板坯2的后端部和后续薄板坯3的前端部被切割成具有同样曲率的凹状的场合。图4（b）为各薄板坯2、3的前端、后端部是具有不同曲率的凹状的场合。图4（c）为一个是扁平状，另一个的是凹状的场合。图4（d）是一个凸状，另一个是凹状，并且凹状曲率比凸状的曲率稍大的场合。虽然这里所示的这些例子都是使薄板坯宽度方向的两边缘处的钢板相接触，使其中央区域具有缝隙，但是，适用于本发明的切割形状并不仅限于此。如图4（e）、（f）所示，本发明还可以是在两边缘处及中央部的3点使钢板接触，并在接触点之间设置缝隙。本发明还可以设置4个或4个以上接触点，并在接触点间设置缝隙，虽然这在图中并没有画出。本发明还可以如图4（g）所示那样，将钢板宽度方向的中央部切割成矩形缺口。

虽然可以使用剪刀机、气割及激光切割等作为切割上述形状的切割手段，但是，在特别是切割具有特定曲率的凹状的场合，使用具有2把曲线刀的滚筒式剪刀机是特别有利的。

根据本发明，在外加交变磁场时，使用磁极沿薄板坯的宽度方向的尺寸（以下称之为横尺寸）比磁极沿薄板坯的长度方向的纵尺寸（以下称之为纵尺寸）大的扁平状磁极来外加交变磁场，特别是，该磁极的纵横比和面积之间的关系最好满足下述关系式。

W/L≥0.33+0.38（l/s）-0.05（l/s）²+0.0024（l/s）³

式中W：磁极的横尺寸（m）

L：磁极的纵尺寸（m）

S：磁极的面积（m²）

这里之所以希望磁极满足上述条件，其原因是，虽然在这种接合方式中，通过薄板坯宽度方向的两边缘处的旋转感应电流越大，对缩短接合时间越有利，但是，根据用于外加磁场的磁极的形状，除该旋转感应电流e以外，如图7所示在磁极的正下方还会产生短路感应电流e₁，一旦该短路感应电流e₁变大的话，如图8所示在薄板坯的接合预定部达到设定的接合温度之前，就会发生熔化现象（y），这不仅会损伤接合设备，而且因旋转感应电流e因此而变小还会使接合时间花得多。

根据本发明，为了抑制上述短路感应电流e₁的发生，最好是使用沿薄板坯宽度方向的横尺寸比沿其长度方向的纵尺寸大的具有扁平割面形状的磁极E来外加交变磁场。磁极的形状除图9（a）～（c）所示那样的外，还可以是在满足上述条件的范围内的所有的形状。

图10所示为有关磁极的纵横比和面积的关系对磁极正下方薄板坯熔化的影响的试验结果。在薄板坯接合时，为了完全防止由短路感应电流e₁引起的薄板坯的熔化，最为有效的办法就是使磁极的横尺寸W、纵尺寸L、面积S满足下述关系式。

W/L≥0.33+0.38（l/s）-0.05（l/s）²+0.0024（l/s）³

从避免接合预定部过份加热的观点出发，磁极的横尺寸W的上限最好不要超过要接合的薄板坯的宽度，但是，如后所述，在由磁极和薄板坯的重叠量引起的短路感应电流作为问题的场合，以必须使该重叠量尽可能地小，磁极的纵尺寸L，面积S的上限可根据横尺寸W的上限值自然而然地计算出来。

根据本发明，在先行薄板坯2和后续薄板坯3的接触区域是宽度方向至少为两边缘处的场合，若薄板坯的接合预定部中的短路感应电流的发生成为问题的话，如图11所示，最好将磁极和薄板坯的重叠量t限制在薄板坯的接合预定部的接触长度K（加热前的长度）或接合量B₁（加热后的长度）的0.3倍以内。

一旦磁极和薄板坯的重叠量t变大的话，根据薄板坯的平面形状和加热条件，在薄板坯的接合预定部中就可能会有如图12所示那样的短路感应电流e₂流动，在该区域的全体达到设定的接合温度之前，就可能发生局部的熔化，这不仅会损伤设备，而且还可能得不到良好的接合状态。

图13所示为在薄板坯宽度方向的一侧边缘处，磁极的重叠量t相对于接合量B₁的种种变化对接合预定部的加热效率的影响的试验结果。

在该试验中，薄板坯的宽度为1000mm，接合量B₁（一侧）为100mm、磁极E的个数为2个、磁极的尺寸为宽250mm、纵 300mm。在上述条件下，使磁极E与接合量B1的重叠量t作各种变化，进行加热试验，根据投向感应体的电力以及接合部的温度上升率算出加热效率，得到在图13中所示结果。在此，所谓“加热效率”是电流集中在接合部的程度。

基本的加热方式如图14所示，是使旋转电流e通过接合量B1。这时，电流e也流过定常部，所以集中在接合部的程度约50%左右。如图13所示，若将磁极E在钢板的幅宽端部方向错开，接近接合部，则流往接合部的电流增加。即，使磁极处于与接合部重叠的方向，则加热效率得到提高。可是，若达到重叠量t增加的点，则加热效率急剧消失。如图13所示，在0.3处加热效率迅速降低。

根据上述图13，磁极E越是靠近薄板坯的宽度方向的边缘处，加热效率越是好;但是，当磁极E和薄板坯重叠后，一旦该重叠量t超过接合量B₁的0.3倍，就会产生如图12所示那样的短路电流e₂，加热效率将极大地降低。因此根据本发明，在担心会产生这样的短路感应电流e₂的场合，磁极E和薄板坯的重叠量t在一侧不应超过薄板坯的接合预定部的接触长度K或接合后的接合量B₁的0.3倍。

在需要用多个磁极来外加交变磁场，因而需如图14所示那样沿薄板坯的宽度方向配置多个交变磁场发生线圈的场合，必须采用使外加交变磁场产生的旋转感应电流在薄板坯宽度方向的两边 缘处大致相同地流动的结构;在采用一组交变磁场发生线圈的场合，为了防止在磁极的正下方产生短路感应电流，采用磁极的横尺寸比纵尺寸大的扁平状的磁极是不用说的。

对于接合薄板坯时的接合方式，尽管有多种选择方案，如：将接合预定部加热升温到设定的温度，在加热停止后即进行压紧的接合方式;在继续加热升温的情况下（但是不要超过接合预定部熔融的温度）在达到设定的接合温度时才进行压紧的接合方式;或者是在预先压紧薄板坯的状态下进行加热的接合方式。但是，通常在接合过程中薄板坯的温度在1000-1100℃左右，单纯地压紧，薄板坯间的接合只能稍微进行。因此根据本发明，最好是在压紧薄板坯的同时进行加热，这样不仅能缩短接合时间，而且还能降低加热升温所需输入的电功率。

根据本发明，最好使用具有能外加贯通薄板坯厚度方向的交变磁场、适合于所谓横向通过方式的、如图15所示那样的C 形铁心5a的交变磁场发生线圈。

对于这种横向通过方式的线圈，尽管可以采用能沿厚度方向夹住薄板坯的分别在上下个别设置的分隔型，或者是同极马蹄型交变磁场发生线圈，但是，具有C形铁心5a的交变磁场发生线圈，在薄板坯移动的同时进行加热的场合，移动操作容易，具有磁极的定位能简便、准确地进行的优点。

对于薄板坯宽度方向的全体作为接合预定部的薄板坯的接合来说，在使用单个交变磁场发生线圈的场合，最好使交变磁场发生线圈能沿薄板坯的宽度方向移动，使其能均匀地加热接合预定部。

如图16（a）（b）所示，在沿薄板坯的宽度方向设置有多个接合预定部的外加交变磁场时，只要在与之对应的部分设置交变磁场发生线圈即可。

虽然外加交变磁场根据要接合的薄板坯的尺寸不同而有所差异，但最好其输入电功率大致为500～3000kw左右、加热时间在2-8秒左右。

接合时的压紧力在表面压力为3～8kgf/mm²时已足够，加热温度最好为1250～1450℃，

随便地说一下，图17所示为使用螺线管形线圈的高频加热方式的例子，它与根据本发明的使用C形交变磁场发生线圈的横向通过方式是不相同的。

在使用这样的螺线管形线圈的感应加热进行薄板坯接合的场合中，由于特别是面向线圈的区域1（包括薄板坯的长度方向）被加热时，能量损失很大;在为了缩短接合时间而提高频率进行加热的场合中，由于薄板坯表面区域的局部温度的上升，在达到设 定的接合温度之前，表层部分的薄板坯就有可能会融熔。

根据本发明，如上所述，在使薄板坯相互紧时，虽然使用至少一个具有在其厚度方向将薄板坯夹住的C形铁心的交变磁场发生线圈来对薄板坯的接触区域进行加热是有利的，但是，特别是在薄板坯表面上的氧化皮屑的厚度比较薄的情况下，为了更进一步地缩短接合时间，还可以通过在各薄板坯接合部之间分别通上与交变磁场感应产生的旋转感应电流同相位的电流来进行加热。

图18所示为在各薄板坯的接合部之间设置了电极7a、7b的例子。在先行薄板坯2的后端部和后续薄板坯3的前端部处于对接接触状态时，一旦在接触区域a上由交变磁场发生线圈外加了贯通薄板坯厚度方向的交变磁场d的话，则在薄板坯2、3的各端部中就会有如图19所示那样的沿薄板坯宽度方向的旋转感应电流e流动，并且在电极7a～7a之间、7b～7b之间还分别会有与旋转感应电流e同相位的电流I流动，在存在着接触电阻的接触区域a，由该电组产生的焦耳热使接触部的温度如图3所示那样优先地上升。在该接触状态下进行加热升温的同时，将各薄板坯2、3中的至少一个向要接合的薄板坯压紧，或者在预先压紧的状态下进行上述的加热升温，即能在极短的时间里高效地将薄板坯相互接合起来。虽然在上述图18、图19中，所示的薄板坯的接合预定部的平面形状为扁平状，但是，薄板坯的接合区域是宽度方向至少两边缘处的场合，不仅有利于缩短加热时间，而且还能更进一步减少加热所需输入的电功率。

下面对本发明的接合装置进行说明。

本发明的接合装置，其特征在于，该装置在热轧设备的输入 端，一方面和各薄板坯的输送同时移动，一方面对先行薄板坯的后端部和紧接着该先行薄板坯而被输送的后续薄板坯的前端部进行加热、压紧，使其相互贴紧，该装置具有至少2组用于上下夹住薄板坯并靠其旋转驱动将薄板坯压紧的固定式夹送辊，在该夹送辊的设置区域之间，设置有可沿薄板坯的输送方向移动的主台车，在该主台车上设置有可沿薄板坯的宽度方向进行移动的副台车，以及在副台车上固定设置有具有沿其厚度方向将薄板坯夹住的C形铁心的横向通过方式的交变磁场发生线圈。在具有上述构成的装置中，设置将先行薄板坯的后端部附近的区域和后续钢板的前端部附近的区域分别上下夹住，使各薄板坯位于同一水平面的夹紧机构是有利的。

图20所示为具有上述构成的接合装置的例子，图中标号8、9为用于输送先行薄板坯2及后续薄板坯3，并将其相互压紧的夹送辊，10为可在沿薄板坯2、3的输送方向铺设的例如轨道K上移动的主台车（驱动系统省略），11为副台车，该副台车11搭载在主台车10上，可在主台车10上设置的例如沿薄板坯宽度方向铺设的轨道11a上进退移动，并且在该副台车11上固定设置了由C形铁心5a、卷绕在该铁心上的线圈5b和电源5c构成的交变磁场发生线圈5。

在具有上述构成的装置中，虽然所示的是夹送辊8、9为设置在薄板坯输送线上的2组固定式的例子，但是，还可以以薄板坯的接合部为界分别各设置2组。并且，虽然所示的是交变磁场发生线圈5只有1个的例子，但是根据需要其设置个数可以增加。

图21容易理解地说明了具有上述构成的接合装置，图22 所示为将本发明的装置应用于热轧设备的场合的例子。在图22中，标号12表示用于收装卷成线圈状的薄板坯的箱子，13为用于将箱子12的薄板坯开卷的压送辊，14为用于矫正已开卷的薄板坯的矫平机，15为用于将薄板坯切割成所定的接合形状的剪切机。

在热轧设备中，特别是精轧组1的输入端，在将来自箱子12的已开卷的先行薄板坯2的后端部和后续薄板坯3的前端部接合起来时，首先用剪切机15将先行薄板坯2的后端部和后续薄板坯3的前端分别切割成例如扁平状或如上述图4（a）-（g）所示那样的形状。在前后端部的切割结束后各薄板坯2、3照其样被继续输送。为了通过夹送辊8、9来保持使先行薄板坯2的后端部和后续薄板坯3的前端部相接触的状态，需控制其中至少一个的旋转驱动速度;对于接合装置来说，该夹送辊带动薄板坯2、3的移动，使交变磁场发生线圈5的磁极位于薄板坯宽度方向的中央和各薄板坯的接触区域。在维持该状态的情况下外加贯通薄板坯厚度方向的交变磁场。如上所述，在外加了交变磁场的区域会感应产生旋转感应电流e;在接合装置本体到达夹送辊9之前的短时间内，利用该短时间内的发热即可加热到设定的接合温度。

在接合薄板坯时，既可以在达到设定的接合温度时通过控制夹送辊8、9中的至少一个的旋转驱动速度，将薄板坯相互压紧，也可以在维持预先压紧的状态下进行加热。

在使用这样的装置进行薄板坯的接合的场合，将薄板坯至少宽度方向的两边缘处接合也能令人满意地缩短接合时间。

由于在本发明的装置中，在用于输送薄板坯的夹送辊8、9 之间，通过分别移动主台车10及副台车11，即可使交变磁场发生线圈5在随着薄板坯的运动而移动的同时，还能沿着薄板坯宽度方向适宜地移动，因此，该装置不仅能简便、可靠地进行薄板坯加热和压紧时的接合操作，而且在特别是必须使接合装置从输送线上避开时，通过后移副台车11应能迅速地满足要求。本发明的装置具有装置本身的结构非常简单、紧凑，保养简便，容易适用于已有的设备的优点。

在构成接合装置的夹送辊8、9为固定在薄板坯的输送线上所定的位置的形式的场合，如果其间隔相当大的话，由于薄板坯自重引起的变形，就有可能得不到良好的接合，因此，在夹送辊8、9为固接方式的场合，其设置间隔f（参考图22）最好在5～8m左右。

即使将上述设置间隔f调整在允许范围内，由于操作条件和薄板坯的输送状况，接合预定部仍有可能上下不齐，以致各薄板坯端部的水平面不一致，因此，为了克服这种状况，根据本发明，最好设置将各薄板坯端部上下夹住的夹紧机构。

图23（a）、（b）示出了夹紧机构的结构。图中标号16为机架，17～20为固定在机架16上的液压装置的升降块。该升降块17～20构成了从上下分别夹住薄板坯的上下为一组的夹紧机构。用于固定支持升降块17～20的机架16即可以作成和副台车11为一体，也可以作成如图所示那样的分离形式。设置这样的夹紧机构后，通过对各薄板坯端部的限制，即使薄板坯的前端、后端因自重而发生变形的话，也能够容易地矫正该变形，使薄板坯在压紧时的水平面不会变动。为了使上述升降块17～20在即使将正在输送过程中的薄板坯夹住时也不会成为该薄板坯 压紧的障碍，最好通过例如球窝接合了那样的移动手段将上述升降块17～20与机架16连接。为了使该夹紧机构即使在要接合的钢板的尺寸发生变化时也能对此适应，最好设置能沿钢板的宽度方向移动那样位置变更装置。

附图图面说明如下。

图1是适用于实施本发明的设备的构成的示意图。

图2是钢板接合状况的说明图。

图3是钢板接合区域温度分布的示意图。

图4（a）～（g）是钢板的平面形状的示意图。

图5（a）（b）是钢板的接合状况的说明图。

图6是表示B₁/B和有无断裂的构成比例的曲线图。

图7是短路感应电流的发生状况的说明图。

图8是薄板坯熔化状况的示意图。

图9（a）（b）（c）是磁极形状的示意图。

图10是表示磁极尺寸、面积的变化对磁极正下方钢板的熔化的影响的曲线图。

图11是磁极和薄板坯的重叠量t的示意图。

图12是短路感应电流的流动状况的示意图。

图13是表示磁极相对于薄板坯宽度方向边缘处一侧的接合量B₁的重叠量与加热效率之间的关系的曲线图。

图14量磁极和薄板坯的位置关系的示意图。

图15是具有C形铁心的交变磁场发生线圈的模式图。

图16（a）（b）是交变磁场发生线圈的配置例的示意图。

图17是通常的加热方式的说明图。

图18是将横向方式的加热和利用通电的加热组合在一起 的接合方法的说明图。

图19是利用通电的加热状况的说明图。

图20（a）（b）是根据本发明的接合装置的构成说明图。

图21是根据本发明的接合装置的透视图。

图22是将根据本发明的接合装置应用于热轧设备的一个例子的示意图。

图23（a）（b）是适合设置在接合装置上的夹紧机构的构成的示意图。

下面说明实施本发明的最佳方式。

实施例1

使用如上述图1所示那样的具有7台串联式（连续）轧机的轧置设备，将宽度100mm、厚度30mm、形状如图2所示那样的平面形状的薄板坯（低碳钢），按照下述条件进行接合，并连续地输送给轧机，加工出板厚为3mm的热轧板。

a、交变磁场（使用具有C形铁心的交变磁场发生线圈）

输入电功率：2000kw

加热时间：12秒

频率：500Hz

b、加热温度：1400℃

c、压紧力：表面压力为3kgf/cm²

d、加压时间：3秒

e、接合方式：薄板坯接触加热后压紧

f、交变磁场沿接合面移动。

其结果为，在轧制中薄板坯的接合部没有分离断裂，能够稳定地进行轧制。并且，与采用通常的高频加热方式的同一条件， 同一形状的薄板坯的接合相比，消耗的电功率能减少50%左右，而且，接合所需的加热时间仅为12秒，与同样条件的采用通常的接合方式的加热时间15秒相比，接合时间能够缩短20%左右。

实施例2

使用和实施例1同样的设备，将宽度为1000mm、厚度为30mm、前端部、后端部的曲率半径部为20m、具有如上述图4（a）所示那样的平面形状的薄板坯（低碳钢），按照下述条件进行接合，并对其接合状况进行调查。

a、交变磁场

输入电功率：2000kw

频率：500Hz

b、加热温度：1400℃

c、压紧力：表面压力为3kgf/cm²

d、加热压紧的接合量2B₁＝200mm（一侧为100m）

e、接合方式：在预先压紧的情况下加热

其结果为，由于进行了这样的接合，接合部在轧制中完全不会分离断裂。接合所需的时间与薄板坯的前端部、后端部为扁平状时的接合时间相比还要缩短，大约2.4秒。在该实施例中还改变了薄板坯的接合方式，对薄板坯在接触加热后再进行压紧的场合也进行了调查，与在压紧的同时进行加热的接合方式相比，在该场合中，由于接合面的温度较难上升，需要稍微多花些时间，将加热时间延长约1.6秒（加热时间合计为4秒），即能得到所定的接合量。

实施例3

使用和实施例1同样的设备，将宽度为1000mm、厚度为30mm、薄板坯的前端部、后端部的曲率半径都为20m、具有如上述图4（a）所示那样的平面形状的薄板坯（低碳钢），按照下述条件进行接合，并连续地输送给轧机，加工出板厚为3mm的热轧板，并对其间薄板坯的断裂状况进行调查。

a、交变磁场

输入电功率：2000kw

加热时间：2.4秒

频率：500Hz

磁极数：1

磁极的形状：矩形

磁极的横尺寸：0.48m

磁极的纵尺寸：0.3m

b、加热温度：1400℃

c、压紧力：表面压力为3kgf/cm²

d、接合方式：薄板坯接触压紧的同时进行加热。

其结果为，加热中磁极正下方的薄板坯没有发生熔化。而且，在紧接着薄板坯的接合的轧制中，接合部也没有分离断裂，能够稳定地进行轧制。

在该实施例中，在和上述同样的条件下，还使用了椭圆形磁极来进行薄板坯的接合，在该场合中，加热中磁极的正下方也没有见到薄板坯的熔化，在轧制中接合部也没有分离断裂。

在该实施例中，还对宽度为1.2m、其它尺寸和上述的相同的薄板坯通过由2个沿其宽度方向的磁极外加的交变磁场进行了加热，并对加热期间薄板坯的熔化状况进行了调查，加热中磁 极正下方没有见到熔化，并且在轧制中接合部也没有分离断裂。

实施例4

使用和实施例1同样的设备，将宽度为1000mm、厚度为30mm、前端部、后端部的曲率半径都为20m、具有如上述图4（a）所示那样的平面形状的薄板坯（低碳钢），按照下述条件进行接合，并连续地输送给轧机，加工出板厚为3mm的热轧板。

a、交变磁场

输入电功率：2000kw

加热时间：2.4秒

频率：500Hz

磁极的形状及个数：使用2个沿薄板坯宽度方向布置的矩形形状的磁极

磁极的横、纵尺寸：0.25m、0.3m

b、接合量B₁：一侧0.1m

c、从薄板坯宽度方向的边缘到磁极的端部的距离：0.2m

d、加热温度：1400℃

e、压紧力：表面压力为3kgf/cm²

f、接合力方式：薄板坯相互接触压紧的同时进行加热。

其结果为，在薄板坯的加热中，在接合预定部没有见到熔化，并且，在紧接其后的轧制中，接合部没有分离断裂。

接下来，在磁极的重叠量t为0.3，其它条件和上述的相同的情况下，进行了薄板坯的接合，并对这时接合预定部的熔化状况进行了调查，在该场合中也没有见到因短路感应电流引起的熔化，并且在随后的轧制中也能得到良好的结果。

在该实施例中，还对在接合宽度为1500mm、其它尺寸相同 的薄板坯时，接合量在一侧为0.2m，磁极的重叠量t＝0的场合中的熔化状况进行了调查，在该场合中，也没有发生熔化，并且在随后的轧制中也能得到良好的结果。

实施例5

在和实施例1相同的设备中配置用于加热薄板坯的电极，将宽度为1000mm、厚度为30mm、具有如图2所示那样的平面形状的低碳钢薄板坯，按照下述条件进行接合，并连续地输送给轧机，加工出板厚为3mm的热轧板。

a、通过外加交变磁场进行加热

输入电功率：2000kw

加热时间：3.8秒

频率：500Hz

b、通过向电极通电进行加热

输入电功率：1000kw

加热时间：3.8秒

频率：500Hz

c、加热温度：1400℃

d、压紧力：表面压力为3kgf/cm²

e、加压时间：5秒

f、接合方式：在预先压紧的情况下加热。

其结果为，在轧制中薄板坯的接合部没有分离断裂，能够稳定地进行轧制。并且，与采用通常的高频加热方式的同一条件，同一形状的薄板坯的接合相比，消耗的电功率能减少25%左右，而且，接合所需的加热时间能够缩短约1/4左右。对接合部的强度也进行了调查，其结果为，接合部的强度和母材的相同， 并且没有见到宽度方向的强度差。

将宽度为1000mm、厚度为30mm前端部、后端部的曲率半径都为20m、具有如上述图4（a）所示那样的平面形状的低碳钢薄板坯，按照下述条件进行接合，并对其接合状况进行调查。

a、通过外加交变磁场进行加热

输入电功率：2000kw

加热时间：1.9秒

频率：500Hz

b、通过向电极通电进行加热

输入电功率：1000kw

频率：500Hz

加热时间：1.9秒

c、加热温度：1400℃

压紧力：表面压力为3kgf/cm²

d、加热、压紧后的接合力2B₁＝200mm（一侧100mm）

e、接合方式：在预先压紧的情况下加热

其结果为，由于进行了这样的接合，接合部在轧制中没有分离断裂;与薄板坯的前端部、后端部为扁平状时的接合相比，接合所需的加热时间能够缩短50%左右。在该实施例中，还改变了接合方式，使薄板坯在的接合部为其宽度方向的边缘处，对薄板坯加热到设定的温度后再进行压紧的场合也进行了调查，与在压紧的同时进行加热的方式相比，在该场合中，由于接合面的温度较难上升，需要稍微多花些时间，将加热时间延长才能得到所定的接合量。

实施例6

在如上述图22所示那样的具有7台串联式（连续）精轧机的轧制设备中，配置设置间隔f调整为6m的夹送辊8、9，在其之间设置沿薄板坯输送方向的移动距离为5m的、根据本发明的接合装置，将宽度为1000mm;厚度为30mm的薄板坯（低碳钢），按照下述条件，在压紧的同时进行加热、接合，并连续地输送给轧机，加工出板厚为3mm的热轧板。

作业条件（加热条件）

输入电功率：2000kw

加热时间：2.4秒

频率：500Hz

压紧力：表面压力为3kgf/mm²（夹送辊）

加压时间：3秒

精轧速度（轧机的输入端速度）：60mpm

对此期间的轧制状况的调查的结果表明，在轧制中接合的薄板坯没有断裂，能够进行良好的轧制。

对于特别是使用了夹紧机构的薄板坯的接合来说，接合部处的薄板坯不会相互交错，能够得到良好的接合形状。

下面说明本发明在产业上利用的可能性。

根据本发明，在将先行输送的钢板的后端部和后续钢板的前端部接合并进行连续的热轧时，能够得到如下所述的效果。

①由于先行钢板和后续钢板能够迅速、可靠地接合，因此能够缩短在停止钢板的输送来进行接合作业的场合中生产线的停止时间，能够实现生产能力较高的连续的热轧。

②对于在钢板输送的同时进行接合作业的场合来说，不需要长的设备。

③由于能够防止钢板在加热、接合时熔化，因此没有由此而引起的设备损伤，能够稳定地进行接合作业。

本发明的接合装置的构成为，在精轧机的输入端，在2组固定式夹送辊之间，设置能够沿钢板的输送方向以及沿与该方向垂直的方向个别地进退移动的交变磁场发生线圈，对于该接合装置来说，能够得到如下所述的效果。

①装置非常紧凑，能够容易地适用于已有的设置中

②由于装置的结构简化，能够简便地进行保养

③由于即使钢板的宽度尺寸发生变化，交变磁场发生线圈也能够迅速地移动，因此;在钢板移动的同时，能够迅速、准确地在所需的位置上外加上交变磁场，从而不需要用于吸收钢板接合时所花时间的防折器等多余的设备，能够简化生产线

④由于在钢板接合时，各端部能够被夹紧机构确实地固定，因此不会有端部不齐的接合。

Claims (7)

1、一种热轧中钢板的接合方法，其特征在于：

在热轧设备的输入端，将先行输送的钢板的后端部和紧接着先行钢板而被输送的后续钢板的前端部对接接合时，使上述各钢板的前端部和后端部至少在钢板宽度方向的两端区域接触；通过由外加贯通钢板厚度方向的交变磁场对该接触区域进行加热的处理和对该钢板中的至少一个进行压紧的处理的组合，使钢板相互连接；

用于施加上述交变磁场的磁极呈沿钢板宽度方向的尺寸比沿钢板长度方向的尺寸大的扁平状，且磁极的纵横比和面积之间的关系满足下述关系式：

W/L≥0.33+0.38(1/S)-0.05(1/S)²+0.0024(1/S)³

式中  W：磁极的横尺寸(m)

      L：磁极的纵尺寸(m)

S：磁极的面积(m²)。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：使磁极和钢板的重叠量限制在各钢板接合预定部的接触长度或接合量的0.3倍以内。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在压紧钢板的状态下进行加热。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：使用至少一个具有沿钢板的厚度方向将钢板夹住的C形铁心的交变磁场发生线圈，以便外加用于对钢板的接触区域进行加热的交变磁场。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过在钢板宽度方向的两边缘处在钢板相互之间分别通上与交变磁场感应产生的涡电流同相位的电流来进行加热。

6、一种钢板的接合装置，配置在热轧设备的输入端，用于使先行输送的钢板的后端部和紧接着该先行钢板而被输送的后续钢板的前端部接合;其特征在于：

该接合装置由至少两组用于上下夹住钢板（2、3）的固定式夹送辊（8、9）、在该夹送辊的设置区域之间可沿钢板的输送方向移动的主台车（10）、配置在该主台车上、可沿钢板的宽度方向进退移动的副台车（11）、以及固定保持在该副台车上的横向方式的交变磁场发生线圈（5）构成，所说线圈（5）具有沿厚度方向将钢板夹住的C形铁心。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于：设置有将先行钢板的后端部和后续钢板的前端部分别上下夹住，使各钢板位于同一水平面的夹紧机构（16-20）。

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