JP3656765B2 - 圧延材接合装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、熱間圧延設備において、先行する圧延材と後続する圧延材の先端を圧接接合する設備に係わり、特に圧接面の酸化を防止する還元保持装置を備えた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、連続した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62−252603号の「板接合方法」は接合すべき板の端部相互間に、継手を打ち込んで接合するものであるが、圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度を確保するには多数の継手を短時間で打ち込む必要があり、自動化(機械化)が困難であり、かつ継手部を均一に圧延できない問題点があった。また、特開昭63−93408号の「バー接合設備」は、圧延材にループを形成して、後端と先端を圧接するものであるが、比較的厚いバー材をループに形成するため、バー材に曲げ癖が付きやすくかつ十分な接合時間を確保できず、また後端と先端を圧接しても圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度を確保できない問題点があった。更に、特公平5−139号の「帯板の走間溶接装置」は、圧延材とともに走行しながら後端と先端を溶接接合する装置であるが、幅広の圧延材を溶接するには時間がかかるため設備全体が長くなりやすく、かつ接合部に凸凹が生じやすく、接合部を均一に圧延することが困難であるという問題点があった。また、上記の接合装置を既存のラインに追加する場合、既存ラインの改造が大掛かりとなり、生産休止時間も長くなるという問題が生じる。
【0004】
重ね合わせ圧接接合する場合、先行する圧延材の後端と後続する圧延材の先端とを重ね合わせて圧縮接合するが、圧延材の表面は酸化膜で覆われている。このため接合面の酸化膜を除去した後、圧接する。機械的にカッターなどで酸化膜を除去する場合、除去中に還元性の燃焼ガスを加工面に吹き付ける。このような吹き付けは還元炎バーナヘッダーに設けられたノズルにより行われる。接合面は一方の圧延材の端部下面と、他方の圧延材の端部上面となるため、両圧延材の上下方向の間隔を広げ、この間に加工面を加工するカッターを挿入できるようにし、加工後、カッターを退避位置に戻し、加工面を重ね合わせ圧縮する。この間加工面にノズルより還元炎を吹き付ける必要があるが、加工する圧延材の上下間隔を設定する装置やカッター装置等と干渉して還元炎を加工面に十分供給できない場合が発生する。
【0005】
本発明は上述した種々の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、先行する圧延材の後端と後続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、短時間に圧延材の幅全体にわたり十分な接合強度で接合することができ、接合部の凸凹が少なく接合部をほぼ均一に加工できるようにする。さらに還元炎が加工中接合面に十分供給されるようにすることを目的とする。
【0006】
【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の発明では、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、圧延材下面を支持するローラ部と圧延材上面を押さえるクランプとで水平に挟持し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続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続圧延材の先端部上面を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、先行圧延材と後続圧延材の加工面を重ね合わせてほぼ同一厚さまで圧縮する圧接装置とを備え、前記還元保持装置は、加工面に還元性ガスを吹き付ける複数のノズルと、該ノズルを植設し圧延材の幅方向に配置された第1ヘッダーと第2ヘッダーとを備え、第1ヘッダーと第2ヘッダーは前記後端クランプ装置のローラ部に取り付けられており、第1ヘッダーのノズルは先行圧延材下面の加工面に向き第2ヘッダーのノズルは後続圧延材上面の加工面に向くようにしている。
【0007】
請求項2の発明では、前記第2ヘッダーのノズルは、前記ローラ部の降下に応じてその方向が後続圧延材上面の加工面を向くようにする回転機構を備えている。
【0008】
【作用】
請求項1の発明では、圧延材接合装置は、後端クランプ装置と先端クランプ装置により、先行圧延材と後続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圧縮するが、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十分な接合強度が得られる。また、圧接装置は先行圧延材と後続圧延材の加工面を重ね合わせてほぼ同一厚さまで圧縮するのでほぼ均一な接合部が得られる。また、還元保持装置の第1ヘッダーと第2ヘッダーは後端クランプ装置のローラ部に取り付けられ、ローラ部と一緒に昇降するので、加工装置等周辺装置と干渉しない。第1ヘッダーのノズルは先行圧延材下面の加工面に向き、第2ヘッダーのノズルは後続圧延材上面の加工面に向いているので、各ノズルからの還元炎はそれぞれの加工面に十分供給される。
【0009】
請求項2の発明では、第2ヘッダーのノズルはローラ部の降下に応じて、その方向が回転して後続圧延材上面の加工面を向くので、接合面の加工が終了し、両面を接触させるときも加工面には還元炎が供給される。なお、先行圧延材下面と第1ヘッダーは一体で降下するので第1ヘッダーのノズルの向きは先行圧延材下面に常に向いており、還元炎が供給される。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の実施例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有する。
図1は圧延材接合装置の構成を示す側面図である。図1において、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1a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14と、台車12上に取付けられ後続する圧延材1bの先端を水平に挟持する先端クランプ装置16と、先行圧延材1aの後端部下面と後続圧延材1bの先端部上面を切削加工する加工装置18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1aと後続圧延材1bの加工面を重ね合わせて圧延材1a、1bとほぼ同じ厚さまで圧縮して接合する圧接装置22とを備えている。
【0011】
後端クランプ装置14は、先行圧延材1aの後端部を水平に支持する複数のローラ部15aと、ローラ部15aとの間に先行圧延材1aの後端部を挟持し上下動するクランプ15bと、先行圧延材1aの後端下面を後述するカッター19aの上面に接触させる加工高さHと、先行圧延材1aの後端部を後続圧延材1bの先端部とほぼ同一高さに保持する圧接高さLとの間を、ローラ部15a及びクランプ15bを上下動させる昇降シリンダ15cとからなる。かかる構成により、ローラ部15aにより先行圧延材1aの後端部を水平に支持したまま、クランプ15bにより先行圧延材1aの後端を挟持できる。また、昇降シリンダ15cによりローラ部15a及びクランプ15bを加工高さHに保持して、単一のカッター19aで先行圧延材1aの後端部下面と後続圧延材1bの先端部上面を切削加工することができ、さらに圧接高さLに保持して先行圧延材1aと後続圧延材1bの加工面を重ね合わせ、圧接装置22により圧縮して接合することができる。
【0012】
先端クランプ装置16は、後続圧延材1bの先端部を水平に支持するローラ部17aと、ローラ部17aとの間に後続圧延材1bの先端部を挟持するクランプ17bとからなる。この構成により、ローラ部17aにより後続圧延材1bを水平に保持したまま、クランプ17bにより後続圧延材1bの先端部を挟持することができる。
【0013】
加工装置18は、圧延材1a、1b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19b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で太い方の線で示す加工位置で先行圧延材1aの後端部下面と後続圧延材1bの先端部上面を切削加工し、加工後細い方の線で示す位置に退避する。
【0014】
圧接装置22では、先行圧延材1aの後端部上面に接する下面を有する上型23aと、後続圧延材1bの先端部下面に接する上面を有する下型23bと、上型23a及び下型23bを挟持して圧縮するプレス装置23cとからなる。下型23bは台車12に固定されている。また、上型23aはプレス装置23cのラム23eの下面に取付けられ、ラム23eとともに昇降する。かかる構成により、加工装置18による加工中に、先行圧延材1aの後端部と後続圧延材1bの先端部を、上型23a及び下型23bで支持することができ、かつプレス装置23cによりラム23eを降下させることにより、先行圧延材1aと後続圧延材1bの加工面を重ね合わせて圧縮し、圧延材1a、1bとほぼ同一の厚さにすることができる。
【0015】
還元保持装置20は、コークス炉ガス、LPG、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。図1において台車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。圧接時は矢印で示すように図面上で左側に走行する。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1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1a、1bを圧延装置の圧延高さBから先端クランプ装置16に案内し、かつ後端クランプ装置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24、25が設けられている。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は還元保持装置20を説明する図である。還元保持装置20は図示しない還元ガス供給装置と、第1ヘッダー21a、第2ヘッダー21bおよび第1ヘッダー21aに設けられた第1ノズル21c、第2ヘッダー21bに設けられた第2ノズル21dから構成される。第1ヘッダー21aと第1ノズル21cは先行圧延材1aの後端下面の加工面に還元炎を吹き付け、第2ヘッダー21bと第2ノズル21dは後続圧延材1bの先端上面の加工面に還元炎を吹き付ける。第1ヘッダー21aと第2ヘッダー21bは、軸方向を圧延材1の板幅方向とし、後端クランプ装置14のローラ部15aに取り付けられ、昇降シリンダ15cにより加工高さHと圧接高さLの間を上下する。第1ヘッダー21aに取り付けられた第1ノズル21cの向きは固定され昇降中も変わらない。これは、先行圧延材1aはローラ部15aとクランプ15cに挟持され、昇降中も第1ノズル21cとの相対関係が変わらないからである。一方第2ヘッダー21bは回転可能にローラ部15aに取り付けられ、昇降位置に対応して第2ノズル21dの方向を変え、後続圧延材1bの先端上面の加工面に向くようにしている。
【0017】
図3はヘッダーとノズルの関係を示す図で、(A)は断面図、(B)は斜視図である。第1ヘッダー21aと第2ヘッダー21bにはそれぞれ第1ノズル21c、第2ノズル21dが一定のピッチで圧延材1の板幅を多少越えた範囲まで設けられ、各ヘッダー21a,21bに供給された還元ガスを各ノズル21c,21dより燃焼させて各加工面に吹き付ける。図3の場合、第1ノズル21cと第2ノズル21dは交差するが干渉はしない。第2ヘッダー21bは回転し、第2ノズル21dの方向を変えるようにする。
【0018】
図4はヘッダーとノズルの別の関係を示す図である。(A)は断面図、(B)は斜視図である。第1ヘッダー21aは上方、第2ヘッダー21bは下方に設けられ、第1ノズル21cを斜め上方、第2ノズル21dを斜め下方に向け、互いに交差させない。第2ヘッダー21bを回転させ、第2ノズル21dの方向を変えるようにしている。
【0019】
図5は第2ヘッダー21bを回転し、第2ノズル21dの向きをローラ部15aの昇降に応じて変化させるリンク機構30を示す図である。e点は後続圧延材1bの先端上面加工面の中心位置、f点はe点の下方の所定位置とし、e点、f点は固定とする。g1点は第2ヘッダー21bの軸中心位置でローラ部15bと共に昇降する。h1点はg1点の下方でg1〜h1の長さをe〜fの長さと等しくする。これによりe,f,g1,h1を頂点とする平行四辺形を構成し、第2ノズル21dの方向はg1〜e線上にあるようにする。ローラ部15aが降下し、第2ヘッダー21bが降下すると平行四辺形は破線で示すe,f,g2,h2となり、第2ノズル21dの方向はg2〜e線上になる。これにより、昇降中第2ノズル21dは常に後続圧延材1b先端上面加工面の中心位置を向くことになる。本リンク機構30は圧延材1の板幅の外側に配置する。このとき、図3の場合は第2ヘッダー21bを第1ヘッダー21aより長くしておき、第1ヘッダー21aに干渉しないようにする。なお、このようなリンク機構以外にローラ部15aの昇降位置に応じて第2ノズル21dが常に後続圧延材1b先端上面の加工面中心を向くような第2ヘッダー21bの回転角度を求めておき、第2ヘッダー21bをモーター等で回転駆動し、制御装置でローラ部15aの位置に応じて、回転位置を制御することにより、リンク機構30と同様の効果を得ることができる。
【0020】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は既存の設備に台車を走行させる設備を設ければよいので、既存設備への影響が少なく、既存ラインを停止することなく、本発明の設備の設置が可能となる。また、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。また、還元炎用ヘッダーを後端クランプ装置のローラ部に取り付けることにより、他の装置と干渉することなく加工面を還元炎でシールすることができる。さらに後続圧延材の加工面用のヘッダーをローラ部の昇降に対応して回転することにより、ノズルの方向が加工面に常に向くようになるので、最適還元炎の状態を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧延材接合装置の構成を示す側面図である。
【図2】還元保持側面図を説明する図である。
【図3】ヘッダーとノズルの関係を示す図である。
【図4】ヘッダーとノズルの他の関係を示す図である。
【図5】ノズルの向きを変えるリンク機構の説明図である。
【符号の説明】
1 圧延材
1a 先行圧延材
1b 後続圧延材
3 レール
4 ローラ
10 圧延材接合装置
12 台車
13 車輪
14 後端クランプ装置
16 先端クランプ装置
18 加工装置
20 還元保持装置
21a 第1ヘッダー
21b 第2ヘッダー
21c 第1ノズル
21d 第2ノズル
22 圧接装置
24、25 傾斜ガイド
30 リンク機構(回転機構)
H 加工高さ
L 圧接高さ
B 圧延高さ
Claims (2)
- 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、圧延材下面を支持するローラ部と圧延材上面を押さえるクランプとで水平に挟持し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続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続圧延材の先端部上面を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、先行圧延材と後続圧延材の加工面を重ね合わせてほぼ同一厚さまで圧縮する圧接装置とを備え、
前記還元保持装置は、加工面に還元性ガスを吹き付ける複数のノズルと、該ノズルを植設し圧延材の幅方向に配置された第1ヘッダーと第2ヘッダーとを備え、第1ヘッダーと第2ヘッダーは前記後端クランプ装置のローラ部に取り付けられており、第1ヘッダーのノズルは先行圧延材下面の加工面に向き、第2ヘッダーのノズルは後続圧延材上面の加工面に向いていることを特徴とする圧延材接合装置。 - 前記第2ヘッダーのノズルは、前記ローラ部の降下に応じてその方向が後続圧延材上面の加工面を向くようにする回転機構を備えていることを特徴とする請求項1記載の圧延材接合装置。
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JP05549095A JP3656765B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 圧延材接合装置 |
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JP05549095A JP3656765B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 圧延材接合装置 |
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JPH08252610A JPH08252610A (ja) | 1996-10-01 |
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- 1995-03-15 JP JP05549095A patent/JP3656765B2/ja not_active Expired - Fee Related
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