JPH0688048B2 - 鋼片の接合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼片（スラブ，ブルーム，ビレツト，及びそれ
らの半成品段階）における熱間圧延の連続化に係り、特
に鋼片を接合して連続化する際に品質に優れた鋼片の接
合を可能にする鋼片の接合装置に関するものである。

〔従来の技術〕

連続熱間圧延法としての熱間材の接合技術については特
開昭48−67159公報によつて既に公知であり、また鋼片
接合時におけるローラ類による局部冷却防止技術につい
ては特開昭61−216905号公報及び特開昭60−216916号公
報で公知となつているが、鋼片を接合する時に不可欠な
鋼片の保持装置により熱間材が冷却してしまう問題点に
ついては何等考慮されていなかつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

鋼片の熱間圧延ラインのうち、ホツトストリツプミル設
備を例にとつて鋼片の接合法の背景について説明する。
一般的なホツトストリツプミル設備においては、粗圧延
機と仕上圧延機より構成されており、この粗圧延機は可
逆式粗圧延機と一方向粗圧延機より構成されている。そ
して加熱炉あるいは連続鋳造設備より供給された鋼片
は、まず可逆式圧延機により、必要な鋼片の板巾及び板
厚に圧延された後、一方向粗圧延機により、更に所定の
板巾及び板厚に圧延される。

この後仕上圧延機へと進むが、その前に前記粗圧延にて
圧延された鋼片の先後端部の形状は矩形でなくなるた
め、この先後端をクロツプシヤーにて切断して形を整え
る。そしてこの鋼片は仕上圧延機により最終板厚まで圧
延後に巻取られ、ホツトストリツプコイルが製造され
る。然し、この一連の圧延は１鋼片ごと、あるいはクロ
ツプシヤーで分割された鋼片毎に行なわれることから、
仕上圧延機出側でいえば１コイルごとに間欠的に圧延さ
れるものとなる。従つて１鋼片ごとに各々の圧延機にお
いて、先端通板，後端尻抜作業が発生することとなり非
常に煩雑な圧延作業が必要となる。そこで多数の鋼片を
１本の長い鋼片に接合して圧延すれば上述した圧延作業
の問題は無くなるわけであるが、これが実現していない
理由は次の事による。

１）鋼片のスラブが分魂圧延機によって制造される場合
は、スラブの板厚が200mm前後となる為、この厚みのも
のを短時間に経済的に接合する必要があるが、これは技
術的に困難で未だ実現していない。

２）連続鋳造ノストランドの生産量はホツトストリツプ
ミルの生産量の1/3〜1/4であり、従つてホツトストリツ
プミル１基に対し３〜４ストランドの連続鋳造設備から
スラブを交互に供給せねばならないことになり折角の連
続スラブを適当な長さに切断してホツトストリツプミル
に供給せざるを得ない。

そこで先行スラブ材の後端と、後行スラブ材の先端を接
合し、無限長さのスラブ材がホツトストリツプミルに供
給されることが可能になると、次の様な効果が期待出来
る。

（イ）圧延設備の小型化と省エネルギの実現 ａ）連続化により圧延材のミルへの噛込・尻抜が減少す
るので噛込性能の為に作業ロール径を大きくする必要が
ない。

ｂ）噛込・尻抜時にロールに生ずる衝撃トルクがなくな
る為にロール駆動系並びに作業ロール径も小さく出来
る。

以上述べたａ）ｂ）の理由により作業ロール径は大巾に
小さく出来、それ自身による圧延荷重の減少と油潤滑に
よる圧延荷重低減効果によつて補強ロール径も小さく出
来、圧延機全体が小型とする事が出来る。

（ロ）品質及び歩留りの向上 従来の圧延法では、仕上圧延機の通板尻抜においてはス
トリツプに張力がかからずそれ以外では張力が作用する
為、板厚・板巾の変化が起り又ストリツプの先端・後端
は無張力の為板曲りが発生しやすくこれが歩留り品質を
低下させていた。これがスラブを順次接合し、無限長に
することにより解消出来る。更に、通板・尻抜時の無張
力と出来るだけ差を少なくする為通常圧延時にも出来る
だけ低張力にせざるを得なかつたが、無限長とする事に
より、その必要がなく、適切な張力をかける事により圧
延荷重の減少，強圧下、より薄物圧延が可能になる。

以上の様な理由により現在冷間帯鋼圧延機（コールドス
トリツプミル）ではストリツプ接合による連続化は、行
なわれており、その多大な経済的効果は充分認められて
いる。

〔発明が解決するための手段〕

冷間圧延設備の分野においては、すでにストリツプの接
合による連続化が実現している事は前記したが、これは
ストリツプの板厚が薄く、常温である為にストリツプを
ルーパで蓋積するのが容易であり、圧延機にはルーパー
から蓋積したストリツプを供給しつつ、接合部停止状態
で通常の溶接装置にてストリツプの接合が行えるのがそ
の成功の理由である。これに対し、熱間圧延設備では、
スラブ板厚は200mm前後、仕上圧延機入側においても30m
m〜50mm程度の板厚である為、前述の冷間圧延設備の様
にスラブのループを形成することが困難であり、仮に可
能となつたとしても、圧延時間が１コイル当りで１〜２
分と短かい為、従来の溶接方法では、圧延に耐えうるだ
けの接合強度を持つ溶接が困難であつた。従つて溶接法
でスラブの連続化を図るとすれば走間溶接機で数秒単位
で溶接を完了しなければ熱間圧延設備の連続化は実現し
ない。

しかるに連続熱間圧延法として前述した従来技術の如
く、粗圧延機の入口に接近させて、鋼片を接合する溶接
法，その他フラツシユバツト溶接法，電気溶接法，ガス
溶接法，誘導加熱法等、いずれの接合法を採用したとし
てもこれらの鋼片接合法では、鋼片双方の保持や押圧装
作を行うための保持装置が必要となるが、加熱素材であ
る鋼片を保持押圧する際に鋼片の表面との接触によつて
生じる、熱的な流出に起因して接触部の温度不均一が発
生し、圧延製品の接合部近傍がオブゲージとなる問題が
あつた。

本発明の目的は、鋼片の接合を行う際に鋼片を保持する
保持装置と鋼片との接触部を通じて熱的な流出に基づく
温度、不均一の発生を低減し、接合された鋼片に温度分
布の不均一に起因したオブゲージ発生を抑制する鋼片の
接合装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明では、熱間圧延設備の
ライン中で、先行して走行する鋼片の後端部と、後行し
て走行する鋼片の先端部とを接合する鋼片の接合装置に
おいて、前記鋼片の進行方向に沿つて延在してレールを
敷設し、該レール上に移動可能な走行台車を設けると共
に、該走行台車内には、前記先行する鋼片の上下方向に
設けられ該走行台車に固定された第１の部材と、前記後
行する鋼片の上下方向に設けられ該走行台車上を移動可
能な第２の部材とを設置し、前記第２の部材には前記第
１の部材と連結され該第２の部材の移動を操作する手段
を設け、更に、前記第１及び第２の部材には夫々鋼片を
挾圧する第１の押圧手段及び該第１の押圧手段と連結さ
れて昇降操作される第２の押圧手段を設け、前記第１の
押圧手段の鋼片に面する側に熱伝達性の低い材質からな
る鋼片接触部材を装着させたものである。

〔作用〕

本発明においては、先行して走行する鋼片の後端部と、
後続して走行する鋼片の先端部とが、鋼片の進行方向に
沿つて密着あるいは、近接して存在する状態で、双方の
鋼片が保持でき、しかも鋼片に面した挾持部材の側に後
伝導性の低い材料の鋼片接触部材を装着させたことか
ら、挾持部材と高温の鋼片との間で該鋼片から挾持装置
への熱移動を減少させて鋼片に温度分布の不均一が生じ
るのを防止したものである。

また、鋼片接触部材として耐熱性に優れた部材を用い、
加熱装置を挾持部材に備えせしめたものにおいては、こ
の加熱装置によつて鋼片を加熱して鋼片に温度の不均一
が生じるのを防止したものである。

そして、接合されるべき鋼片の接合部の温度が均一であ
る為、鋼接の接合も確実に出来、よつて後の圧延工程に
おいても接合部近傍がオフゲージとなる不具合が抑制で
きることになる。

〔実施例〕 次に本発明の一実施例である鋼片の接合装置を第１図に
より説明する。台車１は鋼片の移動速度に合わせて走行
し得るようにレール２上を走行する車輪1aが枠体1bの下
部に備えられている。

この台車１には先行する鋼片３の後端近傍3aと後続する
鋼片４の先端近傍と4aとをそれぞれ鋼片3,4の上下から
固定保持するように先行鋼片の保持装置5A,5B並びに後
行鋼片の保持装置5C,5Dが設置されている。

これら各保持装置5A〜5Dにはそれぞれ該保持装置の昇降
を操作する液圧シリンダ6A〜6Dが連結されている。この
うち液圧シリンダ6C及び6Dは台車１の枠体1a内に装着さ
れて鋼片3,4のパス方向に移動可能なように車輪1eを有
するブロツク部材1c,1dに夫々設置されている。

そして先行する鋼片３が装置内の所定位置に進行してそ
の鋼片３の後端3aが達すると枠体1aに内蔵された前記液
圧シリンダ6A,6Bにより保持装置5A,5Bを昇降動作して先
行する鋼片３を保持し、それと同時にレール２上を走行
して台車１は先行する鋼片３と並進を開始する。そして
後続する鋼片４の先端4aが所定位置に達するとブロツク
部材1c,1dに内蔵した液圧シリンダ6C,6Dを操作して同様
に保持装置5C,5Dを昇降動作させて後続する鋼片４を保
持する。そして前記枠体1b内側の上部及び下部には鋼片
の移送方向にピストンを駆動する液圧シリンダ7a,7bが
装着されており、これら液圧シリンダ7a,7bのピストン
ロツドを夫々ブロツク部材1c,1bに連続して、このブロ
ツク部材1c,1dが前記液圧シリンダ7a,7bの操作により枠
体1bに対して接近或は離間可能に構成されている。

また、前記保持装置5A〜5Dには挟持した鋼片３或は４を
融点近傍まで加熱する加熱装置11が夫々装着されてい
る。依つて、まず枠体1bに内蔵の液圧シリンダ6A,6Bを
駆動して保持装置5A,5Bを操作し先行する鋼片３の後端
部3aを上下から挟持するが、この保持装置5A,5Bに内蔵
された加熱装置11によつて鋼片３後端の接合面は融点近
傍まで加熱される。同様にブロツク部材1c,1dに内蔵の
液圧シリンダ6C,6Dの駆動により保持装置5C,5Dを操作し
て後行する鋼片４の先端部4aを上下から挟持するが、こ
の保持装置5C,5Dの内蔵された加熱装置11によつて鋼片
４先端の接合面は融点近傍まで加熱される。しかもこの
状態で前記液圧シリンダ7a,7bを操作することによつて
ブロツク部材1c,1dを先行する鋼片３側に移動するの
で、両鋼片3,4の端部の接合面Ａは融点近傍まで加熱さ
れた状態で相互に押付けて接合を行うものである。次に
保持装置5A〜5Dの構造について説明する。第２図乃至第
４図は代表例として保持装置5BのＢ−Ｂ方向断面図を示
したもので、第２図と第４図は加熱装置11を内蔵させた
例を、第３図は加熱装置を具備しない例をそれぞれ表わ
している。図において、保持装置5Bの鋼片３に面した側
には耐熱性に優れた耐熱合金鋼からなる鋼片接触部材10
aが設置され、保持装置5Bの内部には電熱式ヒータや燃
焼式ヒータからなる加熱装置11が装着されており、この
保持装置5Bを昇降操作する液圧シリンダ6Bとの連結部に
は断熱材８が介在されており、鋼片並びに加熱装置11か
ら液圧シリンダ6Bへの熱の影響を防止し得る構成となつ
ている。上記構成の保持装置5Bにおいては、加熱装置11
によつて鋼片３と直接接する鋼片接触部材10aの温度を
少なくとも700℃〜1000℃程度に昇温すれば熱間鋼片の
保有する900℃〜1200℃との温度差を小さく出来るの
で、鋼片の温度低下が少なくなり、よつて鋼片の接合が
容易となる。

第３図は保持装置5Bの他の応用例を示すものである。こ
こでは鋼片接触部材10bとして高温に耐えしかも断熱性
が良く面圧及び剪断に強いセラミツクス材を用いてい
る。この例では熱間鋼片３そのもの自身が保有する熱を
低下させることなく上下から押圧保持し、後行する鋼片
４の接合面に押し付けて接合するものである。

第４図は保持装置5Bの更に他の応用例を示すものであ
る。ここでは保持装置5Bの中に誘導加内コイル式の加熱
装置11bを用いている。この場合は、積極的に鋼片３を
加熱昇温して鋼片の温度を保持しようとするものであ
り、鋼片接触部材10や保持装置本体の加熱に加熱エネル
ギーを消費してしまわないように鋼片接触部材10cに対
しては耐熱性に優れている上に透磁率，導電率について
も配慮した金属部材を選択することが大切である。

尚上述した本実施例によれば液圧シリンダ6A〜6D及び7a
〜7bは熱保護がなされている。また鋼片接触部材10a〜1
0cを保持装置本体と別体とすることにより摩耗，損傷に
対して接触部材10a〜10cのみ交換にて修復が可能であ
る。

次に前述した実施例である鋼片の接合装置の作用につい
て説明する。第１図乃至第４図において、先行する熱間
鋼片３の後端3aと後続する熱間鋼片４の先端4aは鋼片接
触部材10a〜10cを介してそれぞれ保持装置5A,5B及び5C,
5Dにて保持された後、先行する鋼片の後端に対して位置
決めされ、双方の鋼片3,4の接合しようとする端面を保
持装置5A〜5Dに内蔵された加熱装置11,11bにて短時間に
加内昇温し、こののち双方の上下２組の保持装置5A,5B
と5C,5Dとの組同志を鋼片のパス方向に移動させ、両鋼
片3,4を相互に押付けることにより接合するわけであ
る。よつて保持装置を押付力を発生出来る保持圧力で鋼
片を保持することが必要となる。ここで押付力Ｐは1.7
〜3kg/mm²とすると、保持装置5A〜5Dは鋼片3,4との摩擦
係数μとの関係で（1.7〜3kg/mm²）×Ａ＝μＰなる保持
力Ｐを必要とする。（A:押圧部断面積,P:保持力）ここ
で前述の様に熱間圧延中の鋼片の温度は鋼種，圧延条件
等で異なるが通常900℃〜1200℃の状態である。このた
め保持装置5A〜5Dには耐熱性と共に保持装置本体への鋼
片3,4からの熱の流出を防止することが必要となる。そ
こで本発明の実施例においては保持装置の鋼片接触部材
10aとして示すものは温度の昇温に耐える耐熱合金を採
用したものであり、また10bとして示すものはセラミツ
クスやセラミツクスウールを用いて鋼片の温度低下を防
止したもにである。更には誘導加熱に実表されるような
鋼片の加熱装置11aを保持装置に内蔵させると、鋼片の
保持装置との接触部における温度低下を更に減少するの
みならず、その他の部分と同一に温度を保持することが
可能となる。

なお、誘導加熱のような高価な装置を用いずに保持装置
5A〜5Dと鋼片3,4の接触部を700〜900℃に上昇させて鋼
片から保持装置への熱移動部を少なくすることも可能
で、この場合には、鋼片接触部材として10bには耐熱合
金を用い、加熱装置は11として示す如く抵抗式電気ヒー
タ，ガスまたは重油による燃焼式ヒータ等を用いればよ
い。

このようにして、保持開始より接合完了で保持開放する
までの鋼片接触部の温度低下を減少又は防止出来、接合
作業に伴う鋼片の温度分布の不均一を少なくする事が可
能となる。

上述した実施例の効果としては、例えば鋼片厚み50mmに
て保持部長さ150mmが２個所とした場合、圧延後の製品
厚みを2.5mmと仮定した場合には6000mm程度の長さのス
トリツプがオフゲージとならずに済むことになる効果が
ある。すなわち第５図に示すように従来の保持装置では
不可避であつた保持装置による実線で示す温度低下が防
止され、点線で示すように鋼片の保持装置との接触部前
後の温度も他の部分の温度とほぼ等しくすることが出来
るのでオフゲージ部長さが減少する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、接合すべき先行鋼片及び後行鋼片を保
持する際に鋼片の温度分布を変動させる事なく保持が可
能であるため、後工程で接合された鋼片が圧延機による
圧延によつて製品となつた際、温度ムラによるオフゲー
ジを防止出来るという効果が達成され、製品の歩留りが
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である鋼片の接合装置を示す
断面図、第２図は第１図で示した鋼片接合装置のＢ−Ｂ
方向部分断面図、第３図及び第４図は同じく第１図で示
した鋼片接合装置のＢ−Ｂ方向部分図である鋼片保持装
置の他の例を表わす断面図、第５図は鋼片の長手方向の
温度分布図である。 １……台車、２……レール、３……先行する鋼片、４…
…後続する鋼片、5A〜5D……保持装置、6A〜6D……液圧
シリンダ、7A〜7D……液圧シリンダ、８……断熱部材、
10……鋼片接触部材、11……加熱装置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱間圧延設備のライン中で、先行して走行
   する鋼片の後端部と、後行して走行する鋼片の先端部と
   を接合する鋼片の接合装置において、 前記鋼片の進行方向に沿つて延在してレールを敷設し、
   該レール上に移動可能な走行台車を設けると共に、 該走行台車内には、前記先行する鋼片の上下方向に設け
   られた該走行台車に固定された第１の部材と、前記後行
   する鋼片の上下方向に設けられ該走行台車上を移動可能
   な第２の部材とを設置し、 前記第２の部材には前記第１の部材と連結され該第２の
   部材の移動を操作する手段を設け、 更に、前記第１及び第２の部材には夫々鋼片を挾圧する
   第１の押圧手段及び該第１の押圧手段と連結されて昇降
   操作される第２の押圧手段を設け、前記第１の押圧手段
   の鋼片に面する側に熱伝達性の低い材質からなる鋼片接
   触部材を装着させたことを特徴とする鋼片の接合装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の鋼片の接合
   装置において、 前記鋼片接触部材としてセラミツク材を用いることを特
   徴とする鋼片の接合装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の鋼片の接合装
   置において、 前記鋼片接触部材として耐熱性の高い金属材料からなる
   鋼片接触部材を設けると共に、この鋼片接触部材，近傍
   の前記挾持部材内に加熱装置を設けたことを特徴とする
   鋼片の接合装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項の鋼片接合装置にお
   いて、 前記鋼片接触部材は耐熱性が高いと共に透磁率及び導電
   率の高い金属材料を用い、前記加熱装置は透導加熱装置
   を用いたことを特徴とする鋼片の接合装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項において、 前記第１の押圧部材は断熱部材を介して前記第１の押圧
   用液圧シリンダ装置と連結されていることを特徴とする
   鋼片の接合装置。