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JP3310920B2 - シートバー接合機 - Google Patents

シートバー接合機

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Publication number
JP3310920B2
JP3310920B2 JP01223098A JP1223098A JP3310920B2 JP 3310920 B2 JP3310920 B2 JP 3310920B2 JP 01223098 A JP01223098 A JP 01223098A JP 1223098 A JP1223098 A JP 1223098A JP 3310920 B2 JP3310920 B2 JP 3310920B2
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JP
Japan
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sheet bar
clamp
sheet
bar
joining machine
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JP01223098A
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JPH11207404A (ja
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和夫 森本
一也 鶴崎
寛治 林
淳 結城
重史 桂
茂 磯山
英幸 二階堂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
JFE Steel Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Priority to CA002260180A priority patent/CA2260180C/en
Priority to KR1019990007622A priority patent/KR100317713B1/ko
Priority to DE69903363T priority patent/DE69903363T2/de
Priority to EP99101298A priority patent/EP0937514B1/en
Priority to CN99101378A priority patent/CN1071603C/zh
Priority to US09/236,628 priority patent/US6084222A/en
Priority to BR9900171-3A priority patent/BR9900171A/pt
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K13/00Welding by high-frequency current heating
    • B23K13/01Welding by high-frequency current heating by induction heating
    • B23K13/02Seam welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/12Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel in a continuous process, i.e. without reversing stands
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B15/00Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0085Joining ends of material to continuous strip, bar or sheet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • B23K2101/18Sheet panels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続圧延設備にお
いて、粗圧延したシートバーを接合するシートバー接合
機に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、粗圧延材(以下、シートバー
と称する。)を接合して連続的に仕上げを行う連続圧延
設備において、作業効率の向上を図るために、先行する
シートバーの後端と後行のシートバーの先端とを接合す
る必要がある。従来、このシートバーを接合するシート
バー接合機にあっては、先行シートバーの後端と後行シ
ートバーの先端とをクランプした状態で、端部同士を誘
導コイルから印加された交番磁束により発生する渦電流
によって加熱し、両者を加圧することで、先行シートバ
ーと後行シートバーとを接合している。このようなシー
トバー接合機としては、例えば、特開平7−1005号
公報に開示されたものがある。
【0003】図7に従来のシートバー接合機の平面視、
図8に図7のVIII−VIII断面、図9に従来のシートバー
接合機における誘導コイルから印加された交番磁束及び
渦電流を表す概略を示す。
【0004】従来のシートバー接合機において、図7及
び図8に示すように、先行するシートバーS1 と後行す
るシートバーS2 は、この先行シートバーS1 の後端部
と後行シートバーS2 の先端部とが近接した状態で、図
示しない圧延ロールによって図7に示す矢印A方向に移
送されるようになっている。
【0005】この後行するシートバーS2 は図示しない
入側フレームの上下のクランプ101,102によってクラン
プ可能となっており、先行するシートバーS1 は図示し
ない出側フレームの上下のクランプ103,104によってク
ランプ可能となっている。そして、入側フレームの各ク
ランプ101,102は図示しない加圧シリンダによって搬送
方向に沿って移動自在であり、クランプした後行シート
バーS2 の先端部を先行シートバーS1 の後端部に加圧
することができる。
【0006】また、入側フレームの各クランプ101,102
には出側に向かって水平に延びる上下一対の座屈防止板
105,106が設けられており、この各座屈防止板105,106
には上櫛歯部107及び下櫛歯部108が形成されている。そ
して、この座屈防止板105,106の周辺部には加熱器109
が設けられている。この加熱器109は、上下のC型鉄心1
10,111を巻回するようにそれぞれ誘導コイル112,113
が設けられてなる。
【0007】従って、圧延ロールによって先行するシー
トバーS1 と後行するシートバーS 2 とが連続して搬送
され、先行シートバーS1 の後端部と後行シートバーS
2 の先端部が近接した状態で加熱器109の中央にくる
と、図示しない油圧シリンダを作動して上下のクランプ
101,102によって後行シートバーS1 をクランプする一
方、上下のクランプ103,104によって先行シートバーS
2 をクランプする。このとき、各シートバーS1 ,S2
は各クランプ101,102と105,106との間で、上下の座屈
防止板105,106によって挾持され、段差が矯正されると
共に座屈が防止される。
【0008】この状態で、上下のC型鉄心110,111との
間で磁束φを発生させ、先行シートバーS1 の後端部と
後行シートバーS2 の先端部に渦電流E1を誘起し、接
合可能な温度まで昇温させる。また、このとき、上櫛歯
部107及び下櫛歯部108にて渦電流E2が誘起するが、こ
の渦電流E2は平面内で1周しなければならず、その幅
が狭いために周回する両側の渦電流E2が干渉して打ち
消しあい、電流密度が小さくなってジュール熱の発生も
小さくなる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のシート
バー接合機にあっては、先行シートバーS1 と後行シー
トバーS2 がクランプされると共に、上下の座屈防止板
105,106に挾持された状態で、図7及び図9(a)に示す
ように、上下のC型鉄心110,111との間で磁束φを発生
させて渦電流E1を誘起すると共に、上櫛歯部107及び
下櫛歯部108にて渦電流E2が誘起するすることで、シ
ートバーS1 ,S2 を接合させている。
【0010】ところが、この場合、各シートバーS1
2 の幅方向端部では、図8及び図9(b)に示すよう
に、磁束φがシートバーS1 ,S2 を貫通するよりも外
側を通過するほうが磁気抵抗が小さいので、このシート
バーS1 ,S2 の幅方向端部では昇温しない。また、シ
ートバーS1 ,S2 の外側を通過する磁束φ1 が発生
し、図7に示すように、この磁束φ1 が上櫛歯部107及
び下櫛歯部108の端部を斜めに通過するので、渦電流E
3が上下方向に誘起され、上下の座屈防止板105,106は
上下方向の高さが板幅方向の幅よりも大きいため、この
渦電流E3が大きくなって各櫛歯部107,108が高温に過
熱されて疲労度が大きくなり、寿命が短くなってしまう
という問題がある。
【0011】また、この従来のシートバー接合機にあっ
ては、上下の座屈防止板105,106によって先行シートバ
ーS1 の後端部と後行シートバーS2 の先端部とを挾持
するとき、各櫛歯部107,108に渦電流E2,E3がそれ
ぞれ誘起され、この渦電流E2,E3とシートバー
1 ,S2 に誘起される渦電流E1とが干渉し、その接
触部がスパークして各櫛歯部107,108が消耗してしま
う。
【0012】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、部材の消耗を抑制して寿命を延長すると共に、
品質の向上を図ったシートバー接合機を提供することを
目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のシートバー接合機は、加熱器の前後にそれ
ぞれ入側クランプ及び出側クランプを設けると共に、該
入側クランプ側にシートバーの座屈防止板を設け、先行
シートバーの後端と後行シートバーの先端とをクランプ
した状態で前記加熱器によって加熱することで、前記先
行シートバーと後行シートバーとを接合するシートバー
接合機において、前記座屈防止板を前記シートバーの上
方及び下方に設けると共に、該上下の座屈防止板に上櫛
歯部及び下櫛歯部を形成し、該上櫛歯部及び下櫛歯部に
おける前記シートバーとの対向面にそれぞれ耐熱絶縁体
を設けると共に、上下方向に沿った複数の溝部を設け
ことを特徴とするものである。
【0014】
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0016】図1に本発明の一実施形態に係るシートバ
ー接合機の要部平面視、図2に図1のII−II断面、図3
に図1のIII−III断面、図4に上座屈防止板の斜視、図
5に本実施形態のシートバー接合機の一部切欠平面視、
図6に図5のVI−VI断面を示す。
【0017】本実施形態のシートバー接合機において、
図5及び図6に示すように、先行するシートバーS1
後行するシートバーS2 は、図示しない圧延ロールによ
って図1及び図2に示す矢印A方向に移送されるように
なっている。接合台車11は下面に複数の車輪12を有
し、床面に付設されたガイドレール13に案内され、各
シートバーS1 ,シートバーS2 同様に、図1及び図2
に示す矢印B方向に沿って走行可能となっている。この
接合台車11には本体フレーム14が立設され、入側に
は支持ブラケット15によって入側駆動ロール16が設
けられ、出側には支持ブラケット17によって出側駆動
ロール18が設けられている。
【0018】この本体フレーム14の入側には後行シー
トバーS2 を上下からクランプする入側クランプ機構1
9が設けられる一方、出側には先行シートバーS1 を上
下からクランプする出側クランプ機構20が設けられて
おり、入側クランプ機構19は加圧機構21によってシ
ートバーS1 ,S2 の走行方向に移動自在となってい
る。この入側クランプ機構19において、入側クランプ
フレーム22には上下一対のクランプブロック23,2
4が上下移動自在に支持され、上下一対のクランプシリ
ンダ25,26によってシートバーS2 を挾持してクラ
ンプ可能となっている。そして、この入側クランプフレ
ーム22は、本体フレーム14に付設されたレール27
によって移動自在に支持され、加圧機構21を構成する
加圧シリンダ28によって移動可能となっている。一
方、出側クランプ機構20において、本体フレーム14
に固設された出側クランプフレーム29には上下一対の
クランプブロック30,31が上下移動自在に支持さ
れ、上下一対のクランプシリンダ32,33によってシ
ートバーS1 を挾持してクランプ可能となっている。
【0019】また、入側クランプ機構19の各クランプ
ブロック23,24には出側に向かって水平に延びる上
下一対の座屈防止板34,35が設けられており、この
各座屈防止板34,35には複数の上櫛歯部36及び下
櫛歯部37が形成されている。そして、この座屈防止板
34,35の周辺部には加熱器38が設けられている。
この加熱器38は、板幅方向に分割されたC型鉄心39
と、このC型鉄心39の上部鉄心40及び下部鉄心41
に巻回された上誘導コイル42及び下誘導コイル43と
から構成されている。
【0020】更に、各シートバーS1 ,S2 に走行路に
おける接合範囲には、接合台車11の下方にその移動方
向に沿って複数の架台44が並設され、この架台44に
はガイドローラ45と昇降搬送ローラ46が回転自在に
装着されており、各架台44は昇降シリンダ47によっ
て昇降可能となっている。そして、ガイドローラ45上
には接合台車11の下部押えガイド48と入側押えガイ
ド49と出側押えガイド50が係合している。なお、こ
の昇降シリンダ47の上昇付勢力は接合台車11の重量
よりも小さくなっており、接合台車11が位置するガイ
ドローラ45及び昇降搬送ローラ46は下降限まで下降
するようになっている。
【0021】ここで、上述した入側クランプ機構19に
おける各クランプブロック23,24に固定された上下
一対の座屈防止板34,35について詳細に説明する。
図1乃至図4に示すように、各座屈防止板34,35は
各クランプブロック23,24から出側に向かって水平
に延出され、幅方向に沿って複数の上櫛歯部36及び下
櫛歯部37がそれぞれ形成されている。そして、この各
上櫛歯部36及び下櫛歯部37には、シートバーS1
2 との対向面にそれぞれ、例えば、セラミックを用い
た耐熱絶縁体51,52がその長手方向に沿って嵌着さ
れている。
【0022】また、この複数の上櫛歯部36及び下櫛歯
部37には、シートバーS1 ,S2との対向面近傍、即
ち、その両側にはそれぞれこの耐熱絶縁体51,52が
露出するように上下方向に沿った溝部53,54がその
長手方向に複数形成されている。更に、各上櫛歯部36
及び下櫛歯部37の内部には冷却水流通孔55,56が
形成されている。
【0023】なお、本実施形態では、上櫛歯部36及び
下櫛歯部37に形成された各溝部53,54の寸法は、
最も昇温の少なかった条件として、幅W=10mm、スペ
ースS=30〜40mm、数n=5個としているが、これ
に限定されず、例えば、幅W=5mm、スペースS=40
〜50mm、数n=5個としたり、幅W=5mm、スペース
S=20〜30mm、数n=9個としたり、幅W=10m
m、スペースS=10〜15mm、数n=11個などとし
てもよく、この場合であっても同様の作用効果を奏する
ことができる。そして、本実施形態では、シートバーS
1 ,S2 の板幅が一定であれば、この溝部53,54は
座屈防止板34,35の幅方向両端部だけでよいが、幅
方向両中央部に設けても、磁束φの通過には影響がな
い。
【0024】以下、上述した本実施形態のシートバー接
合機による先行シートバーS1 と後行シートバーS2
接合作業について説明する。
【0025】図5及び図6に示すように、図示しない圧
延ロールによって粗圧延されたシートバーS1 ,S2
停止した接合台車11に連続的に供給され、まず、先行
シートバーS1 の後端部が加熱器38の中央にくると、
接合台車11をシートバーS 1 の走行速度と同速度で走
行させながら、出側クランプ機構20のクランプシリン
ダ32,33を作動し、クランプブロック30,31に
よって先行シートバーS1 を上下から挾持してクランプ
する。
【0026】次に、接合台車11にクランプされた先行
シートバーS1 に対して、入側駆動ロール16によって
後行シートバーS2 を高速で追従させ、この後行シート
バーS2 の先端部と先行シートバーS1 の後端部との隙
間が所要隙間となると、後行シートバーS2 を接合台車
11の走行速度と同速度で走行させながら、入側クラン
プ機構19のクランプシリンダ25,26を作動し、ク
ランプブロック23,34によって後行シートバーS2
を上下から挾持してクランプする。このとき、入側のク
ランプブロック23,34に固定された座屈防止板3
4,35も同様に移動し、上下の耐熱絶縁体51,52
によって先行シートバーS1 の後端部と後行シートバー
2 の先端部を挾持する。ここで、先行シートバーS1
の後端部と後行シートバーS2 の先端部との段差が矯正
されると共に座屈が防止される。
【0027】この状態で、図1及び図3に示すように、
上誘導コイル42及び下誘導コイル43に高周波電流を
印加し、C型鉄心40,41との間に磁束φを発生させ
ることで、先行シートバーS1 の後端部と後行シートバ
ーS2 の先端部とに渦電流E1を誘起し、接合可能な温
度に過熱する。そして、加圧機構21の加圧シリンダ2
8(図6参照)によって後行シートバーS2 を走行方向
前方に移動し、先端部を先行シートバーS1 の後端部に
加圧することで、両者を接合する。
【0028】また、このとき、上櫛歯部36及び下櫛歯
部37にも磁束φが通過して渦電流E2が誘起され、こ
の渦電流E2は平面内で1周しなければならず、その幅
が狭いために周回する両側の渦電流E2が干渉して打ち
消しあい、電流密度が小さくなってジュール熱の発生も
小さくなる。更に、上櫛歯部36及び下櫛歯部37の幅
方向両端部には縦方向の渦電流E3(図7参照)が流れ
ようとするが、上櫛歯部36及び下櫛歯部37には複数
の溝部53,54が形成されているため、この渦電流E
3の流れが妨げられ、その発熱を抑制できる。
【0029】その後、先行シートバーS1 の後端部と後
行シートバーS2 の先端部との接合ず完了すると、各ク
ランプ機構19,20及び各座屈防止板34,35によ
る各シートバーS1 ,S2 の拘束を解除する。そして、
接合台車11を各シートバーS1 ,S2 の走行とは逆方
向に移動して元位置に戻し、次に先行シートバーになる
シートバーS2 と、このシートバーS2 に追従して連続
して走行する図示しない後行シートバーとの接合作業に
備える。
【0030】このように本実施形態のシートバー接合機
にあっては、接合台車11に入側クランプ機構19と出
側クランプ機構20を設けると共に各クランプ機構1
9,20の間に加熱器38を設け、入側クランプ機構1
9に座屈防止板34,35を設けてこの座屈防止板3
4,35の上櫛歯部36及び下櫛歯部37にそれぞれ耐
熱絶縁体51,52を嵌着している。従って、上櫛歯部
36及び下櫛歯部37とシートバーS1 ,S2 との接触
面に渦電流E1,E2の通電によるスパークの発生をな
くし、この上櫛歯部36及び下櫛歯部37の消耗を抑制
できる。
【0031】また、この上櫛歯部36及び下櫛歯部37
に耐熱絶縁体51,52が露出するように上下方向に沿
って多数の溝部53,54を形成したことで、シートバ
ーS 1 ,S2 の板幅方向両端部に対応する上櫛歯部36
及び下櫛歯部37の磁束φが横方向に貫通しても、この
部分に流れる渦電流E3が減少して発熱を抑制できる。
その結果、上櫛歯部36及び下櫛歯部37が高温にさら
されないこととなり、熱疲労が小さくなり、寿命を長く
できる。
【0032】
【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明のシートバー接合機によれば、加熱器の前
後に入側クランプ及び出側クランプを設け、入側クラン
プ側にシートバーの上方及び下方に位置する座屈防止板
を設けると共にこの座屈防止板に上櫛歯部及び下櫛歯部
を形成し、この上櫛歯部及び下櫛歯部におけるシートバ
ーとの対向面にそれぞれ耐熱絶縁体を設けると共に、上
下方向に沿った複数の溝部を設けたので、耐熱絶縁体に
よって上櫛歯部及び下櫛歯部と各シートバーとの接触面
における渦電流の通電によるスパークの発生をなくし、
この上櫛歯部及び下櫛歯部の消耗を抑制することがで
き、また、溝部によって上櫛歯部及び下櫛歯部の幅方向
両端部に流れる縦方向の渦電流の流れが妨げ、その発熱
を抑制することができ、部材の寿命を延長することがで
きると共に、シートバーの品質の向上を図ることができ
る。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るシートバー接合機の
要部平面図である。
【図2】図1のII−II断面図である。
【図3】図1のIII−III断面図である。
【図4】上座屈防止板の斜視図である。
【図5】本実施形態のシートバー接合機の一部切欠平面
図である。
【図6】図5のVI−VI断面図である。
【図7】従来のシートバー接合機の平面図である。
【図8】図7のVIII−VIII断面図である。
【図9】従来のシートバー接合機における誘導コイルか
ら印加された交番磁束及び渦電流を表す概略図である。
【符号の説明】
11 接合台車 14 本体フレーム 19 入側クランプ機構 20 出側クランプ機構 21 加圧機構 23,24 クランプブロック 28 加圧シリンダ 30,31 クランプブロック 34 上部座屈防止板 35 株 座屈防止板 36 上櫛歯部 37 上櫛歯部 51,52 耐熱絶縁体 53,54 溝部 55,56 冷却水流通孔 S1 先行シートバー S2 後行シートバー
フロントページの続き (72)発明者 林 寛治 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22 号 三菱重工業株式会社 広島製作所内 (72)発明者 結城 淳 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 桂 重史 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 磯山 茂 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 二階堂 英幸 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 (56)参考文献 特開 平9−85307(JP,A) 特開 平9−141305(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 15/00 B21B 1/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱器の前後にそれぞれ入側クランプ及
    び出側クランプを設けると共に、該入側クランプ側にシ
    ートバーの座屈防止板を設け、先行シートバーの後端と
    後行シートバーの先端とをクランプした状態で前記加熱
    器によって加熱することで、前記先行シートバーと後行
    シートバーとを接合するシートバー接合機において、前
    記座屈防止板を前記シートバーの上方及び下方に設ける
    と共に、該上下の座屈防止板に上櫛歯部及び下櫛歯部を
    形成し、該上櫛歯部及び下櫛歯部における前記シートバ
    ーとの対向面にそれぞれ耐熱絶縁体を設けると共に、上
    下方向に沿った複数の溝部を設けたことを特徴とするシ
    ートバー接合機。
JP01223098A 1998-01-26 1998-01-26 シートバー接合機 Expired - Fee Related JP3310920B2 (ja)

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