JP2002263721A - 金属材の連続圧延設備における待機・送り出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属材の連続圧延設備における待機・送り出
し装置を提案する。 【解決手段】 上流の圧延機列と、把持手段を有し先行
の材料と後行の材料を接合し連続金属粗材とする、往復
移動可能な移動式接合装置と、下流の圧延機列とを、順
次直列に設けた金属材の連続圧延設備で上流の圧延機列
と移動式接合装置との間に圧延パスラインに平行して待
機ラインを配設し、待機ラインには、材料の行き先を切
り替える切り替え機と、材料の先端を突き当てて停止さ
せるストッパと、材料を圧延パスラインに平行移動させ
るシフト機構と、材料を把持してその先端を下流側に所
定長さ突き出す機能を有する把持装置とを有する構成と
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、ビレット等の有限
な長さを有する素形材を所定寸法の金属粗材に圧延した
後、圧延ライン内で先行する金属粗材と後行する金属粗
材とを接合して、連続して圧延する金属材の連続圧延設
備に係り、とくに接合前の金属粗材を待機させ、接合時
に圧延ラインに送り出す装置に関する。なお、本発明で
いう、 『金属粗材』とは、金属素形材に粗圧延等の圧延
により所定寸法として、いわゆる中間段階の材料（圧延
材）を意味するものとする。

【０００２】

【従来の技術】従来、ブルームやビレットなどの金属素
形材から線、棒、条など所定断面積、形状を有する長尺
の金属材を製造するにあたっては、これらの金属素形材
に熱間圧延を施すことが行われている。熱間圧延とは、
高温に加熱した金属素形材、あるいは連続鋳造によって
得られた高温の金属素形材、を圧延し所望の寸法形状の
金属材とする方法である。

【０００３】ところで、このような熱間圧延において
は、有限な長さの金属素形材を１本ずつ順次圧延する、
いわゆるバッチ圧延では、１本の金属素形材を圧延して
から次の金属素形材の圧延にかかるまでに時間間隔が生
じ、金属素形材や粗圧延後の金属粗材の一部を床置きに
して待機せざるを得ない場合があった。このため、金属
素形材や金属粗材の温度低下が免れず、これらを圧延す
る際には再度の加熱が必要となるという問題があった。

【０００４】このような問題に対し、例えば、特開平10
-5803 号公報には、いわゆる連続圧延法が開示されてい
る。特開平10-5803 号公報に記載された技術は、複数の
材料（素形材）を第１の圧延機列で順次圧延する工程
と、走行式溶接機を材料の移動に同期させながら移動さ
せつつ、先行の材料の後端と後行する材料の先端とをフ
ラッシュバット溶接により接続して連続材とする工程
と、連続材の溶接部のバリを除去する研削工程と、連続
材をさらに下流に配置した第２の圧延機列で連続的に圧
延する工程とを有する圧延機間溶接連続圧延方法であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平10-5803 号公報
に記載された技術では、上記したように、走行式溶接機
を先行する材料の移動に同期させながら移動させつつ、
先行の材料の後端と後行の材料の先端とをフラッシュバ
ット溶接により接続する工程を必須の要件としている。
しかし、本発明者が種々試行を繰り返したところ、この
ような方式の接合には重大な問題があることが判明し
た。

【０００６】すなわち、走行式溶接機の走行範囲は限ら
れており、この間を走行する間に最適条件での溶接を完
了しなければならない。そのためには先行する材料が走
行範囲に入ったら、走行式溶接機は可及的速やかに後行
する材料の先端を把持して先行する材料に追随して走行
を開始しなければならない。しかも、後行する材料の先
端は走行式溶接機内の溶接に最適な位置へと速やかに位
置決めされる必要がある。

【０００７】そのためには、先行する材料の後端が上記
走行範囲に入る以前に、後行する材料を待機させ、しか
も、待機位置から走行式溶接機内に後行する材料を渡し
た後に短時間で正確な位置決めができる渡し方をしなけ
ればならない。しかし、前記した特開平10−5803号公報
に記載された圧延設備は、このような待機装置を持って
おらず、従って先行の材料の後端が接合に好適な位置に
あるにもかかわらず後行の材料がこれに追いつかなかっ
たり、逆に先行の材料後端が接合位置に至る前に後行の
材料が走行してきて先行の材料に衝突するという重大な
トラブル発生の可能性を内在していた。

【０００８】本発明は、上記した従来技術の問題点を有
利に解決し、金属材の連続圧延設備において好適な、後
行の金属粗材（被接合材）を一時待機させ、装置内での
位置決めが最短時間で行えるように接合装置に送りだす
ことができる、金属材の連続圧延設備における待機・送
り出し装置を提案することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した課
題を達成するために、鋭意検討した結果、先行する材料
（被接合材）の後端にタイミング良く後行する材料（被
接合材）の先端を追随させて溶接するためには、後行す
る材料を、一時待機させ、接合装置内での位置決めが最
短時間で行えるようにして接合装置へ送りだす必要があ
ることに想到した。

【００１０】本発明は、上記した考えに基づき、さらに
検討して完成されたものである。すなわち、本発明の要
旨は、つぎのとおりである。 （１）金属素形材を順次圧延し金属粗材とする上流の圧
延機列と、把持手段を有し先行する金属粗材の後端と後
行する金属粗材の先端とを接合し連続金属粗材とする、
往復移動可能な移動式接合装置と、前記連続金属粗材を
連続して圧延し金属仕上げ材とする下流の圧延機列と
を、順次直列に設けた金属材の連続圧延設備に配設さ
れ、前記移動式接合装置に供給する金属粗材の待機・送
り出しを行う待機・送り出し装置であって、該待機・送
り出し装置が、前記上流の圧延機列と前記移動式接合装
置との間に圧延パスラインに平行して設けられた、待機
ラインを有し、前記待機ラインには、前記上流の圧延機
列の出側に、該上流の圧延機列で圧延された金属粗材の
行き先を圧延パスラインと待機ラインのいずれかに切り
替える切り替え機と、該待機ラインの下流側には前記待
機ラインに切り替えられた金属粗材の先端を突き当てて
停止させるストッパと、該待機ライン内にある金属粗材
を前記圧延パスラインに平行移動させるシフト機構と、
待機ライン内にある金属粗材を把持してその先端を下流
側に所定長さ突き出す機能を有する把持装置とを配設す
ることを特徴とする金属材の連続圧延設備における待機
・送り出し装置。 （２）前記シフト機構が、プッシャーであることを特徴
とする（１）に記載の待機・送り出し装置。 （３）前記待機ラインと前記圧延パスラインの間に上方
に移動可能な仕切り壁を設けたことを特徴とする（１）
または（２）に記載の待機・送り出し装置。 （４）前記待機ラインには、前記切り替え機で切り替え
られた金属粗材を下流方向に移動させる、少なくとも１
対のピンチロールを配設することを特徴とする（１）な
いし（３）のいずれかに記載の待機・送り出し装置。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を説明する。図２に、本発明方法の実施に適した金属材
の連続圧延設備の一例を示す。本発明では、複数の圧延
機列を直列に配置した圧延設備を用いて、金属素形材を
金属仕上げ材（製品）に圧延する。図示しない連続鋳造
機から直送され、もしくは加熱炉２によって加熱された
金属素形材（ビレット）１は、複数の圧延機延列の、上
流の圧延機列（粗圧延機列）３にて粗圧延され、金属粗
材５とされる。該金属粗材５は次いで下流の圧延機列
（中間圧延機列）13によって圧延され、その後必要に応
じてさらに下流の圧延機列（仕上げ圧延機列）14によっ
て仕上げ圧延され、製品の金属仕上げ材とされる。

【００１２】本発明では、この上流の圧延機列３と下流
の圧延機列13の間に、移動式接合装置12を配設する。こ
の移動式接合装置12によって先行する金属粗材11の後端
に後行する金属粗材10の先端を接合し、下流の圧延機列
13、必要に応じて下流の圧延機列14にて連続的に圧延す
るのである。なお、接合される金属粗材10、11の先端、
後端は上流の圧延機列３を出たところで切断機４によっ
て切断して端面を接合に適する形状に調整することが好
ましい。切断機４としてはクロップシャーや走行式鋸切
機などが好ましく使用できる。

【００１３】先行の金属粗材11後端と後行の金属粗材10
先端を接合するための移動式接合装置12は、 上流の圧延
機列３と下流の圧延機列13の間を往復可能に配設され
る。このため、移動式接合装置12は、 台車とすることが
好ましい。移動式接合装置12の移動手段（図示せず）
は、移動式接合装置12に積載されたモーターによって車
輪あるいはピニオンを駆動する（この場合はラック・ピ
ニオン方式）自走方式、あるいは外部に設けたシリンダ
ーによる他動方式などいずれの方法であってもよい。

【００１４】なお、上流の圧延機列３と下流の圧延機列
13の間の往復とは、必ずしも直線運動のみを意味するも
のではなく、たとえば接合時には圧延ライン内を先行の
金属粗材と後行の金属粗材の搬送方向に沿って移動する
が、戻りは圧延ラインの外に退避して移動するものであ
ってもよい。また、本発明における接合は、短時間で強
固な接合が得られれば特にその方式にこだわるものでは
ないが、この目的に合致する接合方法としてフラッシュ
バット溶接が最も好ましい。

【００１５】また、 上記の移動式接合装置12が圧延ライ
ンを走行している場合には、金属粗材を搬送支持するロ
ーラテーブル９を構成するサポートロール91は、移動式
接合装置12と干渉しない位置に順次退避可能とすること
が好ましい。上記した移動式接合装置12は、接合手段16
とともに、後行する金属粗材10を把持し、移動させる把
持装置15を有する。

【００１６】そして、本発明の最も特徴的なことは、移
動式接合装置12の把持装置15に後行の金属粗材10を引き
渡す際に、先行の金属粗材11の後端が移動式接合装置12
の移動範囲に入ったときにタイミング良く後行の金属粗
材10の先端が常に移動式接合装置12内の所定位置となり
うるように送り出す、待機・送り出し装置20を設置する
ことにある。待機・送り出し装置20は、図１に示すよう
に、上流の圧延機列３と移動式接合装置12との間に、圧
延パスライン19に平行に、待機ライン21を有し、金属粗
材10を移動式接合装置12に供給する。

【００１７】待機ライン21には、切り替え機32と、スト
ッパ30と、シフト機構33、把持装置31と、が配設され
る。上流の圧延機列３で圧延された金属粗材10は、圧延
パスライン19内を流れて、切り替え機32により、その行
き先を、圧延パスライン19か待機ライン21かに切り替え
られる。金属粗材10を１本ずつ圧延する、いわゆるバッ
チ圧延の場合は、金属粗材10は切り替え機32によって直
接、圧延パスライン19内に送り込まれる。一方、金属粗
材を接合し連続圧延する場合は、待機ライン21に送り込
まれる。この際に、送り込まれた金属粗材10の先端が確
実にストッパ30に突き当たって停止するように、少なく
とも一対のピンチロール８を設ける。図１は、待機ライ
ン21内にて金属粗材10が停止している状況を示す。図１
におけるＡ−Ａ矢視図を図３（ａ）に，Ｂ−Ｂ矢視図を
図３（ｂ）に示す。

【００１８】なお、待機ラインと圧延パスラインの間に
は、上方に移動可能な仕切り壁23を設けることが好まし
い。また、仕切り壁23には天井25を設けることがより好
ましい。天井を設けることによって、金属粗材（被接合
材）の放熱を最小限にすることができる。図３には天井
25つきの仕切り壁とした例を示している。なお、待機ラ
イン21に設けた把持装置31が移動する範囲では、その移
動の妨げとならないように、図３（ｂ）に示すように、
天井の一部を欠く構成（25a)の仕切り壁とすることが好
ましい。

【００１９】待機ライン21で停止した金属粗材10は、つ
いで把持装置31によって把持され、ストッパー30を超え
て所定長さだけ前方に突き出される。なお、ストッパー
30は、このときの金属粗材10の移動の妨げとならないよ
うに下方に逃げることができる昇降式としてもよい。こ
の状況を図４に示す。なお、把持装置31は、図３(b),図
５に示すようなクランプ装置とするのが好ましい。クラ
ンプ装置（把持装置）31は、図示しない駆動装置によっ
てクランプの開閉、昇降および、待機ライン長手方向で
の前進、後退ができるように構成されている。

【００２０】把持装置31によって前方へ所定長突き出さ
れた金属粗材10は、把持装置31から解放され、ついで、
移動式接合装置12へ引き渡される。圧延パスラインの後
退限界まで移動してきた移動式接合装置12には、図６に
示すように、被接合材である、金属粗材10の先端を把持
して移動式接合装置12内に取り込むための把持装置15が
設けられている。この把持装置15は、後行の金属粗材10
の先端近傍の所定の位置を把持し、金属粗材10の先端を
移動式接合装置12内の接合に好適な所定の位置まで移動
し保持することができる。この把持装置15には、把持手
段15a および移動手段15b を有する。把持手段15a およ
び移動手段15b は、図示しない駆動手段によって、把
持、横行、昇降および前進・後退の動作ができるように
構成されている。

【００２１】まず、把持装置15の把持手段15a は、図６
（ａ）に示すように、待機ライン21にて待機中の金属粗
材10の上方に移動し、そして、図６（ｂ）に示すよう
に、下降して金属粗材10を把持した後、再び上昇し、つ
ぎに圧延パスライン19上へと、 横行する。なお、図６
は、図４のＣ−Ｃ矢視図である。一方、被接合材である
金属粗材10の後方部分も圧延パスライン19内に平行移動
する必要がある。金属粗材10の後方部分は、待機ライン
21の側方に設けられたシフト機構33により、圧延パスラ
インへ大略平行移動される。シフト機構33としては、プ
ッシャーとすることが好ましい。図７は、シフト機構33
としてシリンダーによって駆動するプッシャーを用い
て、金属粗材10を待機ライン21から圧延パスライン19に
移動する状況を表している。なお、シフト機構33を作動
させる場合には、圧延ラインと待機ラインとの間に設け
られた仕切り壁23を上方に移動させる。図７（ｂ）は、
把持装置31の移動範囲内の天井の一部を欠く構成の仕切
り壁の場合を示す。

【００２２】上記した構成の待機ライン20を設置するこ
とによって、上流の圧延機列３によって圧延された金属
粗材（被接合材）10は、先行する金属粗材（被接合材）
11の後端が接合に適した位置となるまでの間に放熱を最
小限にしつつ待機でき、しかも待機する位置決めも容易
となり、移動式接合装置への金属粗材（被接合材）の引
き渡し位置を一定にすることが可能となる。これによ
り、接合部の品質が向上し、連続圧延時のトラブルを減
少することが可能となる。

【００２３】なお、金属素形材としては、線材、棒、型
材などの加工原料となるブルームやビレット等が適合す
る。そして本発明の装置を使用した連続圧延によって製
造される金属材は、線材、棒、型材などで、とくに線材
や棒などが好ましい。また金属としては鋼が最も一般的
であるが特にこれに限定するものではなく、銅合金やア
ルミ合金などの線材、棒材の熱間圧延であってもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、金属材の連続圧延において、接合される前の被接合
材の待機を可能にすることができ、安定した接合を達成
し、歩留向上、生産効率の向上など、産業上格段の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の待機・送り出し装置の一例を示す概略
説明図である。

【図２】連続圧延設備における本発明の待機・送り出し
装置の配置の一例を示す概略説明図である。

【図３】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図４】本発明の待機・送り出し装置の動作状況の一例
を示す概略図である。

【図５】本発明の待機・送り出し装置における把持装置
の一例を示す概略図である。

【図６】本発明の実施に好適な移動式接合装置の動作状
況の一例を示す概略図である。

【図７】本発明の待機・送り出し装置の動作状況の一例
を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 金属素形材 ２ 簡易加熱炉 ３ 上流の圧延機列（粗圧延機列） ４ 切断機 ５ 金属粗材 ６ 待機中の金属粗材 ８ ピンチロール ９ ローラテーブル 91 サポートロール 10 後行する金属粗材（金属粗材） 11 先行する金属粗材（金属粗材） 12 移動式接合装置 13 下流の圧延機列（中間圧延機列） 14 下流の圧延機列（仕上げ圧延機列） 15 把持装置 15a 把持手段 15b 移動手段 16 接合手段 16a 先行金属粗材の接合手段 16b 後行金属粗材の接合手段 19 圧延ライン 20 待機・送り出し装置 21 待機ライン 23 仕切り壁 24 仕切り壁 25 天井 25a 天井 30 ストッパー 31 把持装置 32 切り替え機 33 シフト機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属素形材を順次圧延し金属粗材とする
   上流の圧延機列と、把持手段を有し先行する金属粗材の
   後端と後行する金属粗材の先端とを接合し連続金属粗材
   とする、往復移動可能な移動式接合装置と、前記連続金
   属粗材を連続して圧延し金属仕上げ材とする下流の圧延
   機列とを、順次直列に設けた金属材の連続圧延設備に配
   設され、前記移動式接合装置に供給する金属粗材の待機
   ・送り出しを行う待機・送り出し装置であって、該待機
   ・送り出し装置が、前記上流の圧延機列と前記移動式接
   合装置との間に圧延パスラインに平行して設けられた、
   待機ラインを有し、前記待機ラインには、前記上流の圧
   延機列の出側に、該上流の圧延機列で圧延された金属粗
   材の行き先を圧延パスラインと待機ラインのいずれかに
   切り替える切り替え機と、該待機ラインの下流側には前
   記待機ラインに切り替えられた金属粗材の先端を突き当
   てて停止させるストッパと、該待機ライン内にある金属
   粗材を前記圧延パスラインに平行移動させるシフト機構
   と、待機ライン内にある金属粗材を把持してその先端を
   下流側に所定長さ突き出す機能を有する把持装置とを配
   設することを特徴とする金属材の連続圧延設備における
   待機・送り出し装置。
2. 【請求項２】 前記シフト機構が、プッシャーであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の金属材の連続圧延設備
   における待機・送り出し装置。
3. 【請求項３】 前記待機ラインと前記圧延パスラインの
   間に上方に移動可能な仕切り壁を設けたことを特徴とす
   る請求項１または２に記載の金属材の連続圧延設備にお
   ける待機・送り出し装置。
4. 【請求項４】 前記待機ラインには、前記切り替え機で
   切り替えられた金属粗材を下流方向に移動させる、少な
   くとも１対のピンチロールを配設することを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれかに記載の金属材の連続圧延
   設備における待機・送り出し装置。