JPH0692001B2 - 鋼片の接合装置 - Google Patents

鋼片の接合装置

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JPH0692001B2
JPH0692001B2 JP2203994A JP20399490A JPH0692001B2 JP H0692001 B2 JPH0692001 B2 JP H0692001B2 JP 2203994 A JP2203994 A JP 2203994A JP 20399490 A JP20399490 A JP 20399490A JP H0692001 B2 JPH0692001 B2 JP H0692001B2
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敏貞 武智
正則 海老原
直樹 秦野
英夫 竹川
宏之 吉村
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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、シートバー、スラブ、あるいはビレットの
如き鋼片を数本〜数十本つなぎ合せ、これを熱間圧延設
備のとくに仕上げ圧延ラインに連続して供給するのに好
適な鋼片の接合装置に関するものである。
(従来の技術) 従来、熱間圧延ラインにおいては、スラブの如き鋼片を
一本ずつ加熱、粗圧延ついで仕上げ圧延して所望の厚み
になる熱延板に仕上げていたが、このような圧延方式に
従った場合には、とくに仕上げ圧延ラインでの、圧延素
材の噛み込み不良に起因したライン停止や圧延素材の先
後端部の切捨てによる歩留りの低下が避けられないこと
から、最近では、このような問題を解決するために、先
行して搬送される鋼片の後端と後続の鋼片の先端を予め
つなぎ合せ、これを圧延ラインに連続的に供給する圧延
方式が採用されるようになってきた。これに関する文献
としては例えば特開昭63-90302号公報が参照される。
(発明が解決しようとする課題) 上記公報に開示の技術は、先行する鋼片の後端部と後続
の鋼片の先端部を、誘導加熱コイルでもって急速加熱
し、鋼片同士を押圧することによって接合しようとする
ものであって、かかる技術に従えば、仕上げ圧延ライン
の入側で鋼片同士を比較的短時間で接合でき、従って鋼
片を一本ずつ圧延していた場合に生じていた噛み込み不
良などのトラブルがなくなり、鋼片の歩留りを改善でき
るし、圧延ラインにおける生産性を著しく向上させるこ
とができた。
しかしながら、ここで提案されている装置は、装置自体
の大型化が避けられないため既設のラインに適用し難
く、構造も複雑になることから保守性が悪いという問題
があった。またかかる装置の場合、鋼片をクランプする
位置が接合部から離れているため、鋼片の各端部におけ
る水平レベルを合致させるのが難しく、レベル不一致の
ままで接合した場合には十分な接合強度が得られないた
めに圧延中に接合部が破断分離するおそれがった。
鋼片の接合操作が簡便かつ正確で、搬送ラインからの後
退移動、保守性などの容易な簡素化された仕組みにな
り、既設の設備にも容易に適用できるコンパクトな仕組
みの接合装置を提供することがこの発明の目的である。
(課題を解決するための手段) この発明は、熱間圧延設備の入側で、先行して搬送され
る鋼片の後端部とこれに続いて搬送される後続の鋼片の
先端部とを、各鋼片の搬送に同期して移動させつつ加
熱、押圧して相互に密着させる接合装置であって、鋼片
を上下に挟みその回転駆動によって鋼片の搬送と押圧を
行う2組の固定式ピンチロールを備え、このピンチロー
ルの間に、鋼片の搬送方向に沿って移動可能とした主台
車と、この主台車上に配置され鋼片の幅方向に沿って進
退移動可能とした副台車及び副台車上に固定保持され鋼
片をその厚み方向に挟むC型のコアを備えたトランスバ
ース方式になる交番磁界発生コイルを設置したことを特
徴とする鋼片の接合装置(第1発明)であり、上記構成
になる接合装置は、各鋼片の接合端部のずれ矯正と押圧
時の水平レベルの変動を防止するため、鋼片の各端部近
傍域をそれぞれ上下に挟み、接合時にその水平レベルを
ほぼ同一に保持するのに役立つクランプを有する(第2
発明)ものとする。
さて、第1図(a)(b)にこの発明に従う鋼片の接合
装置の一例を示し、同図における番号1は仕上げ圧延機
の入側へ向かって先行して搬送される鋼片(以下、先行
シートバーと記す)、2はこの先行シートバー1に引き
続く後続の鋼片(以下、後続シートバーと記す)、3,4
は上記先行シートバー1と後続シートバー2を押圧し、
さらに搬送をも兼ねた上下一対のピンチロール(ここで
は搬送ラインに2組設置した固定式のものを例として示
したが接合部の前後に2組づつ設置してもよい)であ
る。このピンチロール3,4は、該シートバー同士を押圧
する役目を兼ねる。また、5はシートバー1,2の搬送方
向に沿って敷設した例えば軌道k上を移動可能とした主
台車(駆動系は省略)、6は副台車であって、この副台
車6は主台車5に搭載され、主台車5に設置された例え
ばシートバーの幅方向と平行な軌道6aに沿って進退移動
(駆動系は省略)する。また、7はシートバー1,2をそ
の厚み方向に挟むC型のコア7aと、このコア7aに巻き付
けたコイル7bと、電源7cからなる交番磁界発生コイルあ
って、この交番磁界発生コイル7は副台車6に固定保持
される。
上記交番磁界発生コイル7は、各鋼片の接合予定部にお
いてその厚み方向を貫くような交番磁界を印加するよう
になっていて、以下このような印加方式をトランスバー
ス方式という。
ここに、この例では上記トランスバース方式の交番磁界
発生コイルを単体のものとして示したが、これは必要に
応じてその設置台数を増やすことができる。
第2図に上記構成になる接合装置を分かりやすく図解
し、また第3図にこの発明に従う接合装置を熱間圧延設
備に適用した場合の例を示す。なお、第3図中番号8は
コイルボックス、9はコイルボックス8のシートバーを
巻き戻すためのピンチロール、10は巻き戻したシートバ
ーの矯正用レベラ、11はシートバーを所定の接合形状に
切断するためのシャー、そして12はシートバーの搬送ラ
インの下流に沿って複数台タンデムに配列した仕上げ圧
延機群である。
(作 用) 熱間圧延設備のとくに仕上げ圧延機群12の入側で、コイ
ルボックス8より巻き戻された先行シートバー1の後端
部と、後続シートバー2の先端部とを接合するに当たっ
ては、まず、先行シートバー1の後端部と後続シート−
バー2の先端部をそれぞれシャー11によって例えばフラ
ット状あるいは第4図(a)〜(d)に示すような形状
に切断する。先後端部の切断を終えた各シートバー2,3
はそのまま継続して搬送される。ピンチロール3,4の設
置領域では、先行シートバー1の後端部と後続シートバ
ー2の先端部を極わずかなすき間をもたせた近接状態、
あるいは各シートバー2,3の先、後端部を接触させた状
態を維持するようにピンチロール2,3の少なくとも一方
の回転駆動速度を制御するが、ここで接合装置Sは、交
番磁界発生コイル7の磁極が、シートバーの近接域また
は接触域で、かつシートバーの幅方向の中央に位置する
ようにシートバー2,3の移動に帯動させ、その状態を維
持したままでシートバーの厚み方向に貫く交番磁界dを
印加する。交番磁界を印加された領域では、渦電流eが
誘導され、その際の発熱によって、該接合装置Sがピン
チロール3に到達する以前の短時間でもって加熱される
(第5図参照)。これに続いてピンチロール3,4の少な
くとも一方の回転駆動速度を制御して先行シートバー1,
2同士を押圧するか、あるいは押圧した状態を維持した
ままで上記の加熱によってそれらを相互に密着させる。
ここで、上記のような加熱をより有利に行うために、と
くに鋼片の幅方向両端部を接触させた状態としておくの
が好ましい。というのは、鋼片の両端部を接触させた状
態で加熱すると、鋼片の幅方向において第5図に示すよ
うな渦電流が周回するようになり、その接合面には電気
抵抗が存在するからジュール発熱によって接合面の温度
が優先的に上昇し、加熱時間の短縮化を図ることができ
るからである。
鋼片の先端部、後端部における好適な切断形状について
示した上掲第4図の(a)は、先行シートバー1の後端
部と後続シートバー2の先端部を同じ曲率で凹状に切断
した場合を示し、同図(b)は各シートバー1,2の先、
後端部とも凹状ではあるがそれらの曲率が異なる場合、
同図(c)は一方の平面形状がフラットな状態とし、他
方のみ凹状とし場合、同図(d)は一方を凸状、他方を
凹状とし、凹状の曲率を凸状の曲率よりも幾分大きくし
た場合であり、ここで示した例は何れの場合もシートバ
ーの幅方向両端部のみを接触させ、その中央域にギャッ
プをもたせたものとして示したものである。このような
接合形状を適用すると、各シートバーの接合部を加熱、
押圧した場合に、第6図(a)(b)に示すようにその
接合領域が幅方向の両端部から中央部へ拡大していくた
め、比較的小さい押圧力でもって確実に接合することが
でき、また目標とする接合温度に極めて短時間で加熱で
きる利点がある。上記のような形状とするための切断手
法としては、シャー、ガス切断およびレーザー溶断ある
いは特定の曲率で凹状に切断できる2枚の曲線刃を有す
るドラムシャーが適用できる。
鋼片の接合形態としては、接合予定部を目標とする接合
温度まで加熱・昇温し、該加熱を停止した後に押圧する
ような接合形態、加熱・昇温を継続したまま(ただし接
合部が溶融する温度を超えない)で、目標とする温度に
達した時点で押圧するような接合形態、あるいは予め鋼
片を押圧した状態で加熱するような接合形態など種々考
えられるが、通常、接合過程における鋼片の温度は1000
〜1100℃程度であり、単なる押圧だけでも各鋼片の接合
は幾分かは進行する。このため鋼片の接合に当たって
は、接合時間の短縮や加熱・昇温に要する投入電力の低
減を図るためにとくに鋼片を押圧した状態で加熱するの
が望ましい。
この発明においては、とくにシートバーの如き鋼片の加
熱を担うトランスバース方式になる交番磁界発生コイル
7としてC型のコア7aを用い、鋼片の搬送を司るピンチ
ロール3,4の間で、主台車5および副台車6を個別移動
させることによって、交番磁界発生コイル7を鋼片の搬
送方向に同期移動あるいは鋼片の幅方向に沿って進退移
動させるように構成したから、鋼片の加熱・押圧による
接合操作が簡便かつ確実に行え、とくに接合装置を搬送
ラインから退避させる必要が生じたとき、副台車6の後
退移動によって迅速に対応できる。また装置自体の構造
は非常に簡単かつコンパクトであってメンテナンスも簡
便に行え、既設の設備にも容易に適用し得る。
上記の構成になる接合装置において、ピンチロール3,4
を、シートバーの搬送ラインに固定した形式として説明
したが、この設置間隔があまり大きいとシートバーの自
重による変形で良好な接合ができないおそれもあるの
で、このピンチロール3,4の設置間隔l(第3図参照)
は5〜8m程度とするのが好ましい。
また、上記の設置間隔lを許容範囲内に調整しても操業
条件あるいはシートバーの搬送状況によっては、接合部
が上下にずれ各シートバーの端部における水平レベルが
合致しないような場合がある。
このような状況に対応させるべく、この発明では第2発
明として、第7図(a)(b)に示すように、副台車6
に、各シートバーの端部を上下に挟む液圧仕掛けのクラ
ンプ13を備えたフレーム14(副台車と一体構造であって
もよいし、分割構造であってもよい)を設置して、クラ
ンプ13によって各シートバーの端部を拘束し、接合部の
ずれの矯正と押圧時の水平レベルの変動を防止しながら
加熱・押圧処理を施すような構成をとることとした。こ
こにクランプ13は、搬送過程にあるシートバーを挟み込
んで押圧方向へ移動できるように例えばボールジョイン
トjを介してフレーム14に接続しておくのが望ましい。
また接合する鋼片のサイズに変更があってもそれに対応
できるように、シートバーの幅方向に沿って移動可能と
した位置変更手段を配置しておくのが望ましい。
(実施例) 7スタンドのタンデム仕上げ圧延機を備えた上掲第3図
に示した押圧設備に、設置間隔lを6mに調整したピンチ
ロール3,4を配置し、この間にシートバーの搬送方向に
沿う移動距離が4m、搬送ラインからの退避距離が5mにな
る、この発明に従う第1図に示した仕組みの接合装置を
配設して、幅1000mm,厚み30mmになるシートバー(低炭
素鋼)を、 操業条件(加熱条件) 投入電力:2000kw 加熱時間:2.4秒 周波数 :500Hz 押圧力 :面圧にして3kg/mm2(ピンチロール) 押圧時間:3秒 仕上げ圧延速度(圧延機の入側速度):60mpm のもとに、押圧しながら加熱、接合して仕上げ圧延機に
供給し板厚3mmの熱延板に仕上げた。その際の圧延状況
について調査した結果、圧延中接合したシートバーが破
断するようなことはなく良好な連続圧延ができることが
確かめられた。
とくに、クランプを適用した鋼片の接合においては、接
合部での鋼片のくいちがいはみられず良好な接合形状が
得られた。
(発明の効果) かくして第1発明によれば、仕上げ圧延機の入側におけ
る2組の固定式ピンチロールの間に、鋼片の搬送方向お
よびこれと直交する向きに個別に進退移動できる交番磁
界発生コイルを配置した構成にしたので、接合装置の構
造が非常にコンパクトであり、既設の設備にも容易に適
応でき、メンテナンスについても簡便に行い得る。
また、鋼片の幅寸法に変更があっても交番磁界発生コイ
ルを迅速に移動できるので、鋼片の移動に帯動した状態
で所望の位置に迅速かつ的確に交番磁界を印加でき、し
たがって鋼片の接合時間を吸収するためのルーパーなど
の余計な設備を必要とせず、ラインの簡素化を図ること
ができる。
また、第2発明によれば、各鋼片の端部を接合するに当
たってクランプによって確実に固定できるので、端部が
ずれて接合されるようなこともない。
【図面の簡単な説明】 第1図(a)(b)はこの発明に従う接合装置の構成説
明図、 第2図は、この発明に従う接合装置の斜視図、 第3図は、熱間圧延設備の好適例を示した図、 第4図(a)〜(d)は、シートバーの先後端部の平面
形状を示した図、 第5図は、鋼片の加熱状況の説明図、 第6図(a)(b)は、鋼片の接合要領の説明図、 第7図(a)(b)は、この発明に従うクランプの構成
説明図である。 1……先行シートバー、2……後続シートバー 3,4……ピンチロール、5……主台車 6……副台車、6a……軌道 7……交番磁界発生コイル 7a……コア、7b……コイル、7c……電源 8……コイルボックス、9……ピンチロール 10……レベラ、11……シャー 12……仕上げ圧延機群 13……クランプ、14……フレーム k……軌道 l……ピンチロールの設置間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秦野 直樹 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 竹川 英夫 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 吉村 宏之 千葉県千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭61−253178(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱間圧延設備の入側で、先行して搬送され
    る鋼片の後端部とこれに続いて搬送される後続の鋼片の
    先端部とを、各鋼片の搬送と同期して移動させつつ加
    熱、押圧して相互に密着させる接合装置であって、 鋼片を上下に挟みその回転駆動によって鋼片の押圧を行
    う少なくとも2組の固定式ピンチロールを備え、このピ
    ンチロールの間に、鋼片の搬送方向に沿って移動可能と
    した主台車と、この主台車上に配置され鋼片の幅方向に
    沿って進退移動可能とした副台車及び副台車上に固定保
    持され鋼片をその厚み方向に挟むC型のコアを備えたト
    ランスバース方式になる交番磁界発生コイルを設置した
    ことを特徴とする鋼片の接合装置。
  2. 【請求項2】先行する鋼片の後端部近傍域および後続の
    鋼片の先端部近傍域を、それぞれ上下に挟み各鋼片の水
    平レベルをほぼ同一に保持する役目をもつクランプを備
    えた請求項1記載の装置。
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