CN1096317C - 轧制材料接合装置及带有该装置的连续热轧设备 - Google Patents

Abstract

本发明包括对先行轧制材料后端部一面和后行轧制材料前端部的相反一面进行切削加工的加工装置、把先行轧制材料与后行轧制材料的加工面重合并压接在一起的压接装置以及使先行轧制材料与后行轧制材料的各轧制方向的中心线一致的定心装置。另外，还包括把冷媒从外部供给圆锥刀具的内部并对刀具刀片进行冷却的刀具冷却装置。而且还设有使冷却、防磨损剂的涂敷、交换易于进行的刀具保持装置。作为连续热轧设备，除了轧制材料接合装置以外，还设有精整压力机、卷取开卷机、边缘成形机及切断机，由此，可以把连续铸造机供给的板坯幅集中在一起，提高了生产率、原材料利用率及板幅精度。

Description

轧制材料接合装置及带有该装置的连续热轧设备

技术领域

本发明涉及一种将热轧设备中运行的轧制材料的先行轧制材料后端与后行轧制材料的前端接合在一起的轧制材料接合装置及带有这种装置的连续热轧设备。

背景技术

在以往的热轧设备(扁钢热轧机)中，用粗轧机轧制的型材分别供给其他的精轧机，以得到所希望板厚的带钢。但是，在这种设备中，不可能将轧制材料全部轧制得很均匀，轧制材料的前端部与后端部很容易产生疵点，结果，降低了轧制材料的原材料利用率，并且带来了由于前端部与后端部的啮入/不连续而难以使轧制速度高速化的问题。

为了解决这些问题，将轧制材料连续地供给精轧机，以往已经提出了将先行轧制材料的后端部与后行材料的前端部接合在一起的接合装置(例如日本特开昭62-252603号公报、特开昭63-93408号公报、特开平5-139号公报所公开的技术)。

但是，在上述以往的轧制材料接合装置中，存在着下述问题：①难以自动化(机械化)，而且不能把连接部轧制得很均匀；②幅较宽的轧制材料焊接时费时费力，很容易导致设备整体长度变长；③很难确保沿着轧制材料整体宽度的接合强度等。

因此，本发明的发明人曾经创造并申请了关于能在短时间内以足够的接合强度沿着轧制材料整个宽度的行接合的轧制材料接合装置的专利(例如日本特开平8-10809号公报所公开的技术)。

图1是本发明的发明人等创造的轧制材料接合装置的一个例子，这种轧制材料接合装置包括：沿轧制方向行走的台车3、安装在台车3上的用于水平地夹持先行轧制材料1的后端部并可以升降的后端夹送辊4、安装在台车3上的用于水平地夹持后行轧制材料2的前端部的前端夹送辊5、对先行轧制材料1的后端部下表面与后行轧制材料2的前端部上表面进行切削加工的加工装置6以及使先行轧制材料1与后行轧制材料2的加工面重合并将轧制材料1、2压缩成厚度基本相同的接合压接装置7。

另外，关于特开平8-10809号公报的轧制材料接合装置中，如图2所示，包括搭载装置的行走台车3、能水平地夹持先行轧制材料1的后端部并通过升降装置8在加工高度H与压接高度L之间上下移动的后端夹持装置9、能夹持后行轧制材料2的前端部并把该前端部保持在压接高度L处的前端夹持装置10，同时对先行轧制材料1的后端部下表面与后行轧制材料2的前端部上表面进行切削加工的切削加工装置11、将加工面保持在还原状态的还原保持装置12以及将该重合部压接在一起的压接装置12。

切削加工装置11由以相对水平倾斜的轴线X为中心转动的圆锥刀具13和从离开轧制材料的位置沿轧制材料的整个宽度使圆锥刀具13在宽度方向上水平地移动的横向移动装置14构成。另外，圆锥刀具13具有顶点朝外的一对截头圆锥面13a、13b，截头圆锥面的最上部与最下部都处在基本水平的位置，由此，使截头圆锥面的最上部与最下部分别同时和后端部下表面及前端部上表面接触。另外，在截头圆锥面13a、13b上嵌入刀具刀片13c。而且，15是横向移动装置14的横向移动台。

此外，在日本特开平7-214104号公报中记载了利用接合机的热轧设备。该热轧设备如图3所示，在加热炉16a的出口侧设置有精整压力机16b，利用设置于输出侧的粗轧机16c轧制的薄板坯1的前端、后端由切料头机16d切断。切断的先行薄板坯的后端与切断后的后行薄板坯的前端由热粘砂接合装置17接合，再由精轧机群16e精轧，之后，卷绕在卷取机16f上。

(1)、在图1或图2的轧制材料接合装置中，必须使先行轧制材料1与后行轧制材料2的中心线一致。图4示出了一方轧制材料中心线与接合的另一方轧制材料中心线不一致的状态。在这种状态下，接合与不完全接合会引起板切断现象或弯曲发生。图5示出了宽度不同的轧制材料接合部的中心线错开的情况。这种先行轧制材料的中心线与后行轧制材料的中心线错位时，会引发以后的精轧制等产生大的故障的问题。

(2)、图2所示的轧制材料接合装置的圆锥刀具13，会因在①由还原保持装置暴露在高温周围气氛中，②由驱动装置驱动高速转动，③由横向移动装置沿轧制材料宽度方向横向移动，④使用中为圆锥刀具的刀片的热容量变小等的因素极大地缩短了寿命。另外，由于①在圆锥刀具的轴端部安装有驱动装置，②在圆锥刀具的内周面形成键槽，在轴上形成嵌入该键槽中的键等理由，使设置冷却机构很困难。

(3)、此外，在轧制材料接合装置中，要求对接合面的进行切削。这不仅使切削时间变长，而且，使接合时间也变长，接合装置的行走距离变长，结果，导致轧制生产线变长。再者，为了防止在切削中的切削面氧化，用还原火焰覆盖该切削面，使之成为高温，但这使得在切削中不能使用润滑剂。由此，使刀片磨耗剧烈，缩短了寿命，需要频繁地交换刀具。还有，当切削过程中损坏刀具时，刀具交换需要花费时间，因而不得不停止这期间的接合作业及轧制作业。接合是在一定间隔条件下进行的，但是，当刀具移动到热容量大的下一个接合位置时，大都不能冷却刀片，这样，切削过程中的刀片处在高温状态。缩短了寿命。

(4)、在图3所示的热轧设备中，由于轧制材料不能在粗轧后卷绕，导致轧制生产线变长。在这种场合，利用上述设备供给精轧机的轧制材料的温度下降，使精轧大都不能适当的进行。另外，接合部多数会在板幅方向产生边缘鼓出。这种鼓出通过后续工艺的轧制会扩大。图6示出了接合部边缘鼓出的情况。轧制材料1接合位置的板幅上带有边缘鼓出1a。再者，图7中轧制材料1的厚度在幅端部前端变细，产生边缘破损1b。产生这种边缘破损1b时，不能确保板幅端部的厚度精度，需要修整，结果降低了原材料利用率。但是，在图3的设备中没有设置对于这种接合与轧制所引起的板幅端部厚度的不良进行修正的修正装置。另外，由于在卷曲之前没有进行切断，因而每一次都需要按照卷曲机能卷曲的部分的轧制材料量切断轧制材料，不具有用接合机连续进行作业的能力。再者，日本特开平7-24503号公报揭示了一种除去接合机输出侧因接合产生的不良部分的后成形机，这种后成形机的配置不能修正精轧所产生的边缘破损。

发明内容

本发明就是为了解决上述各种问题而创造出来的技术。因此，本发明的第一目的是提供一种具有使先行轧制材料与后行轧制材料的中心线一致的定心装置的轧制材料接合装置。

本发明的第二目的是提供一种带有能对圆锥刀具特别是刀具刀片有效地冷却的刀具冷却装置的轧制材料接合装置。

本发明的第三目的是提供一种能迅速冷却待机中的刀具、对待机中的刀具涂敷防磨损剂、并能迅速交换刀具的轧制材料接合装置。

本发明的第四目的是提供一种连续热轧设备，它能够缩短轧制生产线，提高连续轧制所产生的带材的生产性，更进一步提高板幅精度及板厚精度，增大板坯的幅调整能力，减少供给板坯的连续铸造机一侧板坯幅的种类，提高生产率。

为了完成第一目的，根据本发明提供一种轧制材料接合装置，该装置包括：可以沿轧制方向换向行走的台车；安装在台车上的用于水平夹持先行轧制材料后端部的可升降的后端夹送辊；安装在台车上并水平夹持后行轧制材料的前端部的前端夹送辊；对先行轧制材料的后端部一面与后行轧制材料的前端部相反一面进行切削加工的加工装置；使先行轧制材料与后行轧制材料的加工面重合、把先行轧制材料与后行轧制材料压缩轧制厚度基本相同的程度的压接装置，其特征是，还包括：设置在前述后端夹送辊与压接装置之间、用于挤压轧制材料后端部两幅端使轧制材料的中心线与接合装置的轧制方向的中心线重合的后端定心装置；设置在前述压接装置与前端夹送辊之间、用于挤压轧制材料前端部两幅端使轧制材料的中心线与接合装置的轧制方向的中心线重合的前端定心装置。

根据上述结构，由于后端定心装置能让先行轧制材料后端部的先行轧制材料中心线与接合装置的轧制方向中心线一致。在此，接合装置的轧制方向中心线是通过轧制材料中心线的规定线，通常，包括与接合装置的轧制方向中心线平行的线。此外，前端定心装置能够使后行轧制材料前端部的后行轧制材料中心线与接合装置的轧制方向中心线一致。由此，使先行轧制材料中心线与后行轧制材料中心线重合并压接在一起。

在本发明的最佳实施例中，前述后端定心装置及前端定心装置包括：沿着轧制材料两幅端分别设置的导向板、在板幅方向并且在上表面设有齿条而且与一个导向板固定的下级齿条板、在板幅方向并且在下表面设有齿条而且与另一个导向板固定的上级齿条板、配置在下级齿条板与上级齿条板之间的分别与齿条板的齿条啮合的小齿轮、使下级齿条板与上级齿条板沿板幅方向伸缩的齿条板驱动装置。

根据这种结构，下级齿条板与上级齿条板由齿条板驱动装置驱动，使其沿板幅方向伸缩时，借助于齿条与小齿轮的作用，可以使固定在两齿条板上的导向板沿轧制材料板幅方向以相同长度伸长或收缩。两定心装置设定成使左右两导向板距离接合装置的轧制方向中心线等距离，由此，使左右导向板始终以距离接合装置的轧制方向中心线等距离地移动，使轧制材料的中心线与接合装置的轧制方向中心线重合。

另外，前述后端定心装置具有升降装置，并在后端夹送辊使轧制材料上升或下降的状态下，进行定心操作，让轧制材料的中心线与接合装置轧制方向的中心线重合。

根据这种结构，先行轧制材料的后端由后端夹送辊从后行轧制材料的前端上升，接合的下表面加工后再下降，与后行轧制材料的前端上表面接合。先行轧制材料的定心操作是在加工前的上升状态下进行的，并且，在轧制材料的中心线与接合装置的轧制方向中心线重合后再进行加工并下降，使先行轧制材料的后端下表面与后行轧制材料的前端的上表面接合。如果在这种状态下进行定心，也能确保两个轧制材料的中心线一致。后端定心装置具有升降装置，也可以在这样的两种状态下进行定心。

为了完成上述第二目的，根据本发明提供一种轧制材料接合装置的刀具冷却装置，它是通过把倾斜轴的前端插入转动的刀具中，使转动的刀具沿轧制材料幅方向水平地移动，对轧制材料进行切削加工后并接合的轧制材料接合装置的刀具冷却装置，其特征是，前述刀具在其表面设有数个刀片(是由例如，以WC(碳化钨)作为主要成分，用Co(钴)烧结的超硬度合金构成)，通过把刀具从轴前端插入，使其与设置在轴上的刀护手接触而固定，在前述刀护手的后方嵌入供给环，使该供给环与轴的外周面之间形成环状空间部，在前述轴上设有供给通路，该供给通路从环状空间部通向轴的内部，并连通到刀具与刀护手的接触面，在前述刀具上设有与供给通路连通并延伸到刀具刀片处的冷却通路，从外部把冷却媒体供给前述环状空间部，以便从里面冷却刀具刀片。

上述本发明的轧制材料接合装置的刀具冷却装置，不会把刀具暴露在高温气氛的外部，而是让冷却媒体(冷却无氧化液或冷却用惰性气体)从内部接触刀具刀片。也就是说，冷却媒体从供给环的环状空间部经过供给通路及冷却通路达到刀具刀片的里面(连接侧面)。达到刀具刀片的里面冷却媒体，从其间隙漏到外部，形成媒体流。因此，可以始终把新鲜冷却媒体供给刀具刀片，有效地进行冷却。

此外，根据本发明，提供一种轧制材料接合装置的刀具冷却装置，它是通过把倾斜轴的前端插入转动的刀具中，使转动的刀具沿轧制材料幅方向水平地移动，对轧制材料进行切削加工后并接合的轧制材料接合装置的刀具冷却装置，其特征是，在前述轴的单侧或两侧设置盖，该盖在相当于前述刀具的部分设有开口部，在盖的外侧支撑有用于供给冷却媒体的冷却配管，从前述冷却配管面对开口部设置有冷却喷嘴，通过把冷却媒体从冷却喷嘴喷射到刀具上，对刀具进行冷却。

上述本发明的轧制材料接合装置的刀具冷却装置，从刀具外部喷射冷却媒体(冷却无氧化液或冷却用惰性气体)，以便进行冷却。也就是说，通过设置盖，可以支撑冷却配管及冷却喷嘴，同时，把冷却配管及冷却喷嘴与高温气氛隔断，从其开口部把冷却媒体喷向刀具刀片的表面。因此，可以维持冷却媒体的低温度的前提下，把冷却媒体供给刀具，有效地进行冷却。

再者，根据本发明，提供一种轧制材料接合装置的刀具冷却装置，它是通过把倾斜轴的前端插入转动的刀具中，使转动的刀具沿轧制材料幅方向水平地移动，对轧制材料进行切削加工后并接合的轧制材料接合装置的刀具冷却装置，其特征是，前述刀具在其表面设有数个刀片，通过把刀具从轴前端插入，使其与设置在轴上的刀护手接触而固定，在前述刀护手的后方嵌入供给环，使该供给环与轴的外周面之间形成环状空间部，在前述轴上设有供给通路，该供给通路从环状空间部通向轴的内部，并连通到刀具与刀护手的接触面，在前述刀具上设有与供给通路连通并延伸到刀具刀片处的冷却通路，在前述轴的单侧或两侧设置盖，该盖在相当于前述供给环及刀具刀片的部分设有开口部，在盖的外侧支撑有用于供给冷却媒体的冷却配管，从冷却配管把冷却媒体供给前述环状空间部的供给配管与前述供给环相连，从前述冷却配管面对开口部设置有冷却喷嘴，使来自前述冷却通路的冷却媒体与前述刀具刀片的内表面接触，而且还把冷却媒体从冷却喷嘴喷射到刀具上，从表里两面对前述刀具刀片进行冷却。

上述的本发明的轧制材料接合装置的刀具冷却装置，从表里两面对前述刀具刀片进行冷却。也就是说，从冷却配管经过与该冷却配管连通的供给环(环状空间部)、供给通路、冷却通路，把冷却媒体(冷却无氧化液或冷却用惰性气体)供给刀具刀片的里面，进行内部冷却，同时，还把由冷却配管供给的冷却媒体用冷却喷嘴喷射到刀具刀片的外表面，以进行外部冷却，因此，内部冷却与外部冷却可同时进行，有效地对刀具(特别是刀具刀片)进行冷却。

为了完成第三目的，根据本发明提供一种轧制材料接合装置，它是一边沿板幅方向行走，一边对先行轧制材料后端部一面与后行轧制材料的前端部相反一面进行切削加工，并使该切削加工面重合后接合在一起的轧制材料接合装置，其特征是，它包括：具有对后端部一面与前端部相反一面进行切削的刀具的切削加工装置、使该切削加工装置沿板幅方向行走并移动到板幅外待机位置的横向移动装置、设置在该待机位置并用于对前述刀具进行冷却的刀具冷却装置。

根据这种结构，轧制材料的接合按照一定间隔进行，接合面切削结束时，切削加工装置移动到板幅外的待机位置待机，直到进行下次接合之前，在待机过程中，用刀具冷却装置对刀具冷却，由此，降低了切削中的温度上升，延长了刀具刀片的寿命。

此外，根据本发明，提供一种轧制材料接合装置，它是一边沿板幅方向行走，一边对先行轧制材料后端部一面与后行轧制材料的前端部相反一面进行切削加工，并使该切削加工面重合后接合在一起的轧制材料接合装置，其特征是，它包括：具有对后端部一面与前端部相反一面进行切削的刀具的切削加工装置、使该切削加工装置沿板幅方向行走并移动到板幅外待机位置的横向移动装置、设置在该待机位置并用于把防磨损剂涂敷在前述刀具上的涂敷装置。

根据这种结构，轧制材料的接合按照一定间隔进行，接合面切削结束时，切削加工装置移动到板幅外的待机位置待机，直到进行下次接合之前，在待机过程中，把防磨损剂涂敷到刀具刀片上，由此，降低了切削中的刀具刀片的磨耗。

再者，根据本发明，提供一种轧制材料接合装置，它是一边沿板幅方向行走，一边对先行轧制材料后端部一面与后行轧制材料的前端部相反一面进行切削加工，并使该切削加工面重合后接合在一起的轧制材料接合装置，其特征是，它包括：具有对后端部一面与前端部相反一面进行切削的刀具的切削加工装置、使该切削加工装置沿板幅方向行走并移动到板幅外待机位置的横向移动装置、设置在该待机位置并用于交换前述刀具的交换装置，在前述待机位置，至少有两台切削加工装置处于待机状态。

根据这种结构，在对接合面进行切削加工的过程中，当刀具损坏时，把该切削加工装置移动到待机位置，与待机位置的处于待机的切削加工装置进行交换，可以迅速再开始接合作业。此外，在待机位置用交换装置可以交换磨耗、破损的刀具刀片。

为了完成第四目的，根据本发明提供一种连续热轧设备，包括：把从加热炉供给的轧制材料在幅方向下压并挤压到规定幅的精整压力机；把经过挤压的轧制材料再轧制的粗轧机；把用该粗轧机轧制的轧制材料卷取或开卷的卷取开卷机；把开卷的轧制材料前端部及后端部切断，并切成可接合的形状的切料头机；以开卷的轧制材料的输送速度行走并把用切料头机切断的先行轧制材料后端部与后行轧制材料前端部接合在一起的行走接合机；把接合的轧制材料进行精轧的精轧机；把经过精轧后的轧制材料进行卷取的卷取机；配置在该卷取机的输入侧并根据卷取量切断轧制材料的切断机。

根据上述结构，精整压力机用压力机从板幅方向下压，因而，调整板幅的能力大，可以减少供给的板坯幅的种类，能适用多种幅的板坯。这样，通过把板幅集中化，可以减少连续铸造机改变板坯幅的作业，提高生产率。另外，通过在粗轧机之后设置卷取开卷机，可以缩短粗轧生产线，借助卷成卷状的保温效果，可以防止供给精轧机的轧制材料的冷却。利用切料头机，可以把轧制材料的前端部、后端部切断成适于接合的形式，由接合机接合并经过精轧后的带钢通过其输出侧的切料头机适当地切断，依次卷绕在数个卷取机上，可以进行连续轧制，提高了生产率。

根据本发明的最佳实施例，前述精轧机由数台构成，在各轧机的输入侧位置中的至少一个位置设置有边缘成形机，该边缘成形机具有设置在轧制材料两侧的立式轧辊。

根据这种结构，由接合机接合后的接合部的边缘鼓出及边缘破损，可以用边缘成形机整形，因而，提高了板幅精度及板厚精度。另外，由于边缘成形机由立式轧辊构成，因而不会把不良部分切断，不会产生切断后作为产品的部件，从而提高了原材料的利用率。

更进一步，根据本发明的最佳实施例，前述行走接合机是还原火焰压接型行走接合机，它能够把先行轧制材料后端部与后行轧制材料前端部重合，用还原火焰覆盖住该接合面并同时进行压接。

根据这种结构，通过用还原火焰覆盖住接合面，可以防止氧化，得到良好的接合。接合是压接接合，从而可在短时间内进行，缩短了连续接合机随轧制材料行走的长度。由此缩短了轧制生产线。

本发明的其他目的及优点、特征，通过下文参照附图的说明会更加清楚。

附图说明

图1是以往压接接合装置构成的示意图。

图2是以往轧制材料接合装置的部分构成图。

图3是以往热轧设备的构成图。

图4是表示先行轧制材料与后行轧制材料的中心线不一致的一个例子的示意图。

图5是表示先行轧制材料与后行轧制材料的中心线不一致的另一个例子的示意图。

图6是表示在接合部产生边缘鼓出的示意图。

图7是表示在板幅端部产生边缘破损的示意图。

图8是本发明轧制材料接合装置的整体结构图。

图9是图8的X-X向视图，表示了导向板的配置。

图10是图9的Y-Y向视图，表示了后端定心装置的构成。

图11是他9的Z-Z向视图，表示了前端定心装置的构成。

图12是表示本发明轧制材料接合装置的刀具—冷却装置的侧断面图。

图13是表示本发明轧制材料接合装置的刀具—冷却装置另一实施例的侧面图。

图14是图13的A向视图。

图15是本发明轧制材料接合装置的部分构成图。

图16是图15的X-X向视图。

图17是图16的Y-Y向视图。

图18是图17的Z-Z向视图。

图19是表示本发明连续热轧设备的整体结构的侧面图。

图20是表示边缘成形机的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。并且在各图中，相同符号表示相同的含意。

图8是本发明第一实施例的侧面图。在该图中，本发明的轧制材料接合装置20包括沿箭头所示轧制方向行走的台车22；安装在台车22上的用于水平夹持先行轧制材料1后端部的可升降的后端夹送辊24；安装在台车22上并水平夹持后行轧制材料2的前端部的前端夹送辊26；对先行轧制材料1的后端部下表面与后行轧制材料2的前端部上表面进行切削加工的加工装置28；将加工面保持在还原状态的还原火焰炉30a、30b；使先行轧制材料1与后行轧制材料2的加工面重合并将轧制材料1、2压缩到厚度基本相同的程度的再接合的压接装置32。

以上结构与图1所示的以往技术相同。而本发明的轧制材料接合装置20在后端夹送辊24与压接装置32之间还设有后端定心装置40，在压接装置32与前端夹送辊26之间设置有前端定心装置42。

安装在压接装置32的支架34侧面的升降缸24a可以在加工高度H与压接高度L之间升降后端夹送辊24，在加工高度H处使先行轧制材料1后端部与后述的刀具19a的上表面接触，在压接高度L处，将先行轧制材料1的后端部与后行轧制材料2的前端部基本保持在同一高度上。后端夹送辊24由上下两级轧辊构成，并用图中的未示的驱动装置使上级轧辊升降。上级轧辊下降时，水平地夹持住先行轧制材料1的后端部，而上级轧辊上升时，下级轧辊成为轧制材料的导向滚轮。利用这种结构，先行轧制材料1的后端部由后端夹送辊24水平地支撑着，先行轧制材料1由升降缸24a保持在加工高度H上，这时，利用刀具19a对先行轧制材料1的后端部下表面和后行轧制材料2的前端部上表面进行切削加工，接着，再将先行轧制材料1的后端部保持在水平位置上，使后端夹送辊24下降，将先行轧制材料1与后行轧制材料2的加工面重合，再由压接装置32压缩并接合。前端夹送辊26由上级轧辊和下级轧辊构成，并由图中未示的驱动装置驱动上级轧辊沿上、下方向移动。上级轧辊下降时，水平地夹持住后行轧制材料2的前端部，而上级轧辊上升时，下级轧辊成为轧制材料的导向滚轮。

在后端夹送辊24的前方设置有成阶梯状的导向滚轮25，导向滚轮25使轧制材料1成为光滑曲线状。变位辊25a随着后端夹送辊24而上下运动，后端夹送辊24在压接高度L时，把轧制材料1变成水平状。在前端夹送辊26的前后也设有导向滚轮27，使轧制材料2成为光滑曲线状。

加工装置28由以轧制材料1、2的宽度方向轴心为中心转动的圆筒形刀具19a、使圆筒形刀具19a在倾斜方向摆动的臂19b、使刀具19a在轧制方向上倾斜并前后运动的往复驱动装置(液压缸)19c构成。刀具19a安装在臂19b的前端，由图中未示的旋转驱动装置驱动其转动并进行切削动作。刀具19a通过臂19b和往复驱动装置19c在使臂19b处于实线所示的加工位置时对先行轧制材料1的后端部下表面和后行轧制材料2的前端部上表面进行切削加工，加工后的臂19b退回到图中虚线所示的位置。

还原火焰炉30a、30b以燃烧比焦炭炉气体、LPG(液化石油气)、LNG(液态氮)等可燃性气体完全燃烧所需的量还要少的氧，生成还原火焰，并将还原火焰喷吹到加工面上，以便防止氧化。还原火焰炉30a安装在后端夹送辊24上，还原火焰炉30b通过图中未示的支撑部件安装在台车22上，两者分别向先行轧制材料1的后端部下表面和后行轧制材料2的前端部上表面的加工面喷吹还原气体，保持还原状态，以防止切削面被氧化。而且还能避免切削面的温度下降。

在压接装置32中，采用了数个(本实施例为3个)液压缸33。液压缸33支撑在支架34上，支架34支撑在支柱35上。该支柱35的下方被固定在台车22上。液压缸33的杆前端固定有上金属模具装置36，在上金属模具装置36的下方，在台车22上固定用于支撑来自液压缸33的压缩载荷的下金属模具装置37。通过液压缸33将上金属模具装置36压下，由此，挤压先行轧制材料1的上表面和后行轧制材料2的下表面，使轧制材料1、2厚度基本相同并压接在一起。

台车22具有数个车轮23，并在轧制方向延伸的轨道15上行走。B是轧制装置的轧制高度，轧制材料1或2由数个滚轮16支撑并沿轧制方向移动。轨道15配置在跨过滚轮16的位置，使得压接高度L高于轧制高度B，台车22可以在高于轨道15的位置行走。还设置有可上下摇动的倾斜导向件38、39，该导向件38、39分别由液压缸驱动，使其摇动并将轧制材料1从轧制装置的轧制高度B导引到前端夹送辊26中，再从后端夹送辊24导引到轧制高度B处。倾斜导向件38、39位于图中虚线所示的位置时，可以依旧驱动当前的轧制装置。

图9是图8的X-X向视图，示出了与轧制材料1、2的中心线一致的导向板的配置情况。导向板43平行于接合装置20的轧制方向的中心线41，对置的导向板43可以在距离中心线41等距离的轧制材料1、2的板幅方向移动。

图10是图9的Y-Y向视图，示出了后端定心装置40的结构。在上表面设有齿条46的下级齿条板44与下表面设有齿条46的上级齿条板45之间配置小齿轮47，该小齿轮47与各齿条板44、45上的齿条46相啮合。在两个齿条板44、45的下表面分别沿轧制方向固定有导向板43，两个导向板43的间隔为标准轧制材料的板幅。下级齿条板44与上级齿条板45由齿条板驱动装置48驱动，使其沿轧制材料1、2的板幅方向伸缩。图中示出了利用液压缸作为齿条板驱动装置48的情况，但是，也可以采用使小齿轮47转动的装置。

在下级齿条板44与上级齿条板45的轧制方向前后端分别设有端板49，两端板49接合成一体。在端板49上设有水平导向槽50，对下级齿条板44与上级齿条板45沿板幅方向的移动导向。在两个端板49的外侧设有门形支架51，以限制端板49，使其只能沿上下方向移动，门形支架51安装在台车22上。端板49由安装在支架51上的升降缸52驱动而升降。后端定心装置40的设定使得两个导向板43距离接合装置20的轧制方向中心线41是等距离的。利用齿条板驱动装置48使下级齿条板44与上级齿条板45在轧制材料板幅方向伸缩，由此，使先行轧制材料1的中心线与接合装置20的轧制方向中心线重合。另外，通过操作升降缸52，可升降导向板43。

图11是图9的Z-Z向视图，示出了前端定心装置42的结构。后端定心装置40设置在轧制材料1的上侧，而前端定心装置42设置在轧制材料2的下侧。但是，用于定心的基本结构相同。也就是说，上表面设有齿条46的下级齿条板44与下表面设有齿条46的上级齿条板45之间配置小齿轮47，该小齿轮47与各齿条板44、45上的齿条46相啮合。在两个齿条板44、45的下表面分别沿轧制方向固定有导向板43，两个导向板43的间隔为标准轧制材料的板幅。下级齿条板44与上级齿条板45由齿条板驱动装置48驱动，使其沿轧制材料1、2的板幅方向伸缩。图中示出了利用液压缸作为齿条板驱动装置48的情况，但是，也可以采用使小齿轮47转动的装置。此外，前端定心装置42的设定使得两个导向板43距离接合装置20的轧制方向中心线41是等距离的。利用齿条板驱动装置48使下级齿条板44与上级齿条板45在轧制材料板幅方向伸缩，由此，使后行轧制材料2的中心线与接合装置20的轧制方向中心线重合。这样，通过让先行轧制材料1的中心线与接合装置20的轧制方向中心线41重合，再让后行轧制材料2的中心线与接合装置20的轧制方向中心线41重合，就可以使先行轧制材料1与后行轧制材料2的中心线重合。

综上所述，可以清楚地看出，本发明通过设置后端定心装置与前端定心装置，可使先行轧制材料与后行轧制材料的中心线一致，能可靠地进行接合，保证了轧制材料的直线性，由此避免了精轧时的蛇形弯曲发生，减少了生产线上的停滞时间，提高了生产率。

图12是本发明实施例2的轧制材料接合装置的侧断面图。该图所示的本发明的轧制材料接合装置具有刀具冷却装置(参照图2)，刀具冷却装置备有切削加工装置63，该切削加工装置63通过把倾斜轴61的前端插入转动的圆锥刀具62中，使转动的圆锥刀具62沿轧制材料幅方向水平地移动，对轧制材料进行切削加工。圆锥刀具62在其截头圆锥面上设有数个刀具刀片62a，通过把圆锥刀具62从轴61的前端插入，使其与设置在轴61上的刀护手64接触而固定。另外，在刀护手64的后方嵌入供给环65，使该供给环65与轴61的外周面之间形成环状空间部65a。再者，在轴61上设有供给通路66，该供给通路66从环状空间部65a通向轴61的内部，并连通到圆锥刀具62与刀护手64的接触面64a。另外，在圆锥刀具62上设有与供给通路66连通并延伸到刀具刀片62a处的冷却通路67。根据这种结构，从外部把冷却媒体(冷却无氧化液或冷却用惰性气体)供给环状空间部65a，从里面冷却刀具刀片62a。

此外在本实施例中，叙述使用氮气作为冷却用惰性气体的情况。

供给环65做成一端带有凸缘部65b的圆筒状，其内周面上形成有环状槽。该槽与轴61之间构成了上述环状空间部65a。通过把螺栓68螺纹地拧入该凸缘部65b中，把供给环65固定在横向移动装置(参照图2)的横向移动台15上。另外，在形成环状空间部65a的槽两边的中间位置，设置有高压气体密封69，用于维持环状空间部65a与旋转轴61之间的气密封。再者，还设置有与环状空间部65a相通的氮气供给口58。

供给通路66由在轴61中心部形成的主供给通路66a和在刀护手64上形成的分配供给通路66b构成，按照例如下文要叙述的方式形成。首先，从轴61的中心部前端(圆锥刀具62一侧)到环状空间部65a的位置开设主供给通路66a，接着，沿半径方向开设孔，使孔与环状空间部65a连通。另外，使用时把该主供给通路66a的前端部用气密方式封住。然后，从刀护手64的半径方向外侧到主供给通路66a穿设呈放射状的孔，再从刀护手64与圆锥刀具62的接触面64a一侧沿轴向开设数个在圆周上排列的孔，使这些孔与上述呈放射状的孔相通，形成分配供给通路66b。此外，在呈放射状穿设的孔端部堵上塞子59，形成气密封。

前述冷却通路67在圆锥刀具62的本体部62b上形成，与上述分配供给通路66b完全连通。该冷却通路67由与分配供给通路66b连通的主冷却通路67a和从该主冷却通路67a分配到刀具刀片62a处的分配冷却通路67b构成。主冷却通路67a是通过在圆锥刀具62的本体部62b上，从圆锥刀具62与刀护手64的接触面一侧沿轴向开设数个在圆周上排列的孔而形成。另外，分配冷却通路67b是从该主冷却通路67a穿过安装刀具刀片62a的凹部而形成的。此外虽然图中未示，但是，在圆锥刀具62与刀护手64的接合部仍然设有O型环，以保持供给通路66与冷却通路67接缝处的密封性。

根据上述本发明的轧制材料接合装置的刀具冷却装置，从供给环65的氮气供给口58供给氮气，氮气从环状空间部65a经过旋转轴61的供给通路66和冷却通路67到达刀具刀片62a的内表面(连接侧面)。此外，到达具刀片62a的内表面的氮气从其间隙漏到外部，形成氮气流。因而，始终能把新鲜氮气供给刀具刀片62a。有效地对刀具刀片62a冷却。

图13及图14示出了本发明轧制材料接合装置的刀具冷却装置的另一实施例。图13是其侧面图，图41是图13的A向视图。这些图示的本发明的轧制材料接合装置具有切削加工装置63(参照图2)，该切削加工装置63通过把倾斜轴61的前端插入转动的圆锥刀具62中，使转动的圆锥刀具62沿轧制材料幅方向水平地移动，对轧制材料进行切削加工。圆锥刀具62在其截头圆锥面上设有数个刀具刀片62a，通过把圆锥刀具62从轴61的前端插入，使其与设置在轴61上的刀护手64接触而固定。另外，在刀护手64的后方嵌入供给环65，使该供给环65与轴61的外周面之间形成环状空间部65a。再者，在轴61上设有供给通路66，该供给通路66从环状空间部65a通向轴61的内部，并连通到圆锥刀具62与刀护手64的接触面64a。另外，在圆锥刀具62上设有与供给通路66连通并延伸到刀具刀片62a处的冷却通路67。以上构成与图12所示的实施例相同。

在图13及图14中，在轴61的两侧设置盖72，盖72在相当于供给环65及刀具刀片62a的部分设有开口部72a。此外，在盖72的外侧支撑着供给冷却媒体(冷却无氧化液或冷却用惰性气体)的冷却配管73，从冷却配管73把冷却媒体供给环状空间部65a的供给配管74与供给环65相连。再者，冷却喷嘴75设置在从冷却配管73面对开口部72a的位置。根据这种结构，当来自冷却通路67的冷却媒体与刀具刀片62a的内表面接触，而冷却喷嘴75也把冷却媒体喷射到刀具刀片62a时，就会对刀具刀片62a的表里两面进行冷却。此外，关于供给环65、供给通路66及冷却通路67，其结构与图12所示的实施例相同，其说明省略。此外，在本实施例中也是以氮气作为冷却用惰性气体的情况进行说明的。

盖72设置在图14所示的轴61的两侧，一端用螺栓76固定在横向移动台15上，同时，另一端用连接部件77连接并用螺栓78固定。通过支撑部件79把冷却配管73的管接头73c支撑在该盖72的外侧，冷却喷嘴75通过T型管接头73a或L型管接头73b连接在该管接头73c上。另外，在该实施例中，从冷却配管73通过T型管接头73a把氮气供给供给环65的环状空间部65a。因此，只用一个供给源就可以进行内部冷却与外部冷却。内部冷却与外部冷却的冷却媒体不同时也可以设置其他供给源。冷却配管73也可以由只设置在轴61单侧的盖72支撑。

根据上述本发明的轧制材料接合装置的刀具冷却装置，可以从冷却配管73经过与该冷却配管73连通的供给环65(环状空间部65a)、供给通路66、冷却通路67把氮气供给刀具刀片62a的内表面，以进行内部冷却，同时，还把由冷却配管73供给的氮气用冷却喷嘴75喷射到刀具刀片62a的外表面，以进行外部冷却，因此，内部冷却与外部冷却可同时进行，有效地对刀具刀片62a冷却。

此外，虽然图中未示，但是，也可以采用把从冷却配管73供给的氮气用冷却喷嘴75喷射到刀具刀片62a的外表面、只进行外部冷却的结构，构成轧制材料接合装置的刀具冷却装置。

如上文所述，根据本发明的轧制材料接合装置的刀具冷却装置，不但可以冷却刀具(特别是刀片)，而且可以大幅度地延长其寿命。另外，只用内部冷却的冷却或只用外部冷却的冷却都是可行的。但是，同时利用内部冷却与外部冷却进行冷却时，可以更有效地冷却刀具刀片。

图15是表示本发明第三实施例的轧制材料接合装置的部分结构图，表示了切削加工装置及其附近的装置，图16是图15的X-X向视图，示出了待机位置的切削加工装置1，图17是图16的Y-Y向视图，示出了横向移动装置，图18是图17的Z-Z向视图，示出了刀具交换装置，切削加工装置11由刀具13、可自由拆卸地把刀具13安装在前端的刀具轴11a、用轴可自由转动地支撑着刀具轴11a的轴支撑部11b以及使刀具轴11a转动的轴驱动装置11c构成。在板幅两外侧设有使切削加工装置11待机的待机位置80。还设置有可以伸到该待机位置80的两个平行导向杆82、可自由滑动地嵌合在该导向杆82上并固定于轴支撑部11b的导向块83、使导向块83沿导向杆82横向移动的横向移动缸84。

此外，在待机位置80设置有把冷却剂喷到刀具13上的冷却剂喷嘴86和把防磨损剂涂敷到刀具13上的防磨损剂喷嘴87。冷却剂喷嘴86与图中未示的空气源或液态氮箱相连，把空气或汽化低温氮喷到刀具13上，以进行冷却。防磨损剂喷嘴87与图中未示的防磨损剂供给装置相连，把防磨损剂涂敷到刀具13的刀片13c上。作为防磨损剂可以采用例如二硫化钼(MoS₂)、石墨(C)、氧化铅(PbO)等润滑剂，并用作为粘合剂的水玻璃、淀粉等制成糊状进行涂敷。冷却剂喷嘴86与防磨损剂喷嘴87由于是对刀具刀片13c进行冷却和涂敷的，因此，图中示出了把两个喷嘴86、87做成一体的结构，但是，也可以设置成其他结构。

此外，在待机位置80，在刀具13待机的位置上方还设置有刀具交换用交换装置88。作为交换装置88应具有能把刀具13吊起、放下的起重机。

下文叙述上述结构的切削加工装置及其周围的装置。

轧制材料1、2的接合在同一批内是按照基本一定的间隔进行的，接合时间在数十秒以内(大约在20秒以内)。接合时，在先行轧制材料1的后端下表面与后行轧制材料2的前端上表面之间，切削加工装置11利用轴驱动装置11c使刀具13从板幅的一端到另一端转动并进行切削，同时由横向移动缸84带动刀具13沿横向移动。两个切削面由来自还原保持装置12的还原火焰覆盖，同时，通过切削而发热的切削中的刀具13的温度变成相当高的温度。切削结束后再回到待机位置80待机，以准备下次接合。在切削中的刀具13损坏的场合，切削加工装置11立即朝待机位置80的方向移动，而把在其他待机位置80所处的待机中的切削加工装置11移动到切削位置，然后开始切削。

在待机位置80，从冷却剂喷嘴86把空气或汽化的低温氮气喷出，以冷却刀具13。在冷却过程中，刀具13缓缓地转动，以便均匀地冷却。当刀具13冷却到规定温度时，终止冷却，再把二硫化钼等防磨损剂从防磨损剂喷嘴87涂敷到刀具刀片13c上。另外，当刀具刀片13c破损、达到磨耗限度时，再用冷却后交换装置88换上新的刀具13。

在本实施例中，在板幅两侧的待机位置80上，分别设置一台切削加工装置11，但是，也可以在一个待机位置80上设置两台。还可以用三台切削加工装置11，在一个待机位置80上设置一台，在另一个待机位置80上设置两台。这样，可以理解，本发明并不限于上述实施例，只要在不脱离本发明宗旨的范围内，可以作出各种变更。

如上文所述，本发明通过在待机位置用于冷却刀具的冷却装置，不但可以冷却刀具，而且能延长切削的刀具寿命。另外，在待机位置还可以把防磨损剂涂敷但刀具刀片上，因而，能进一步延长刀具寿命。再者，由于在待机位置设有刀具交换装置，时刀具交换易于进行。而且，在待机位置还设置有至少两台切削加工装置，因此，当一方损坏时可立即交换。

图19是本发明的第四实施例的示意图。图中91是连续铸造机，能从预定的板坯幅种类内选定出厚度为250mm左右的板坯，并供给该板坯。92是加热炉，对板坯(轧制材料1)加热，使其温度适合以后的轧制作业。93是用压力机沿板幅方向下压板坯的幅下压装置，通常，其下压量约为300mm。如果不用精整压力机93时，就必须由连续铸造机91根据式样把板坯幅切窄，之后再供给。例如，板坯幅为600mm、620mm、640mm就必须进行切窄。但是，利用具有300mm幅调整能力的精整压力机93，如果幅是以600mm、900mm、1200mm、1500mm为单位的话都可以，因此，大幅度地减少了每种幅所需要的连续铸造机91的模式种类，随之也大幅度地减少了模式交换作业，提高了生产率。

粗轧机94对板坯1粗轧后，可以把板坯1的厚度轧制到适合于用卷取开卷机96卷取并用精轧机轧制的厚度，例如轧制到30mm左右。精轧机的台数根据供给的板坯1的厚度来确定，例如在250mm左右可以设置反转型2台，或者在一个方向的粗轧机的5～6台位设置，也可以根据板坯的厚度增加。此外，在各粗轧机94的一侧分别设有立式轧机95，以控制板幅。

卷取开卷机96把经过粗轧的轧制材料1卷成卷，也是对该卷进行开卷的装置，可以在不插入芯棒下进行卷取，并且卷移动到开卷位置时就构成了芯棒，或者是通过利用卷兼作芯棒和移动用的两种功能就能开卷。当然也可以采用插入芯棒的卷取装置。这样，通过卷成卷，可以缩短粗轧生产线。另外，通过卷成卷可以减少冷却，保持适当的精轧温度。而且，卷取开卷机96也可以利用由保温材料覆盖的装置。

切料头机97是切断装置，能够使先行轧制材料后端和后行轧制材料前端适于用下文叙述的还原火焰压接型行走接合机98接合。还原火焰压接型行走接合机98以与轧制材料1相同的速度行走，同时在能防止还原气氛气体对接合面的氧化的前提下，把从前一个卷开卷的轧制材料1的后端与从后一个卷开卷的轧制材料1的前端压接在一起。

精轧机99对接合的轧制材料1进行精轧，把轧制材料1轧制成例如通常的最小厚度1.2mm左右的带钢。其台数由最终精轧的板厚来确定，大约是6～7台。在精轧机99的几个输入侧设置有边缘成形机100，通常在第一台上和最后的1～2台上设置是比较有效的。边缘成形机100由设置在轧制材料1两侧的立式轧辊构成，通过在板幅方向的下压，可以把轧制材料1变成规定幅的轧制材料，提高了板幅精度及板厚精度。边缘成形机100通过对图6所示的边缘鼓出1进行修正，可以使这里的板幅与其他板幅相同或更窄一些，如果对图7所示的边缘破损1b进行修正，可以使板幅端部为同一厚度，而且可以使板幅为规定板幅。借助于在第一台精轧机的输入侧设置的边缘成形机100，可以使进入精轧机99系列的轧制材料1的幅都对齐，借助于在最后1～2台精轧机的输入侧设置的边缘成形机100，可以修正由精轧所产生的边缘破损1b。使板厚成为规定的板厚。

利用精轧机99轧制成最终板厚的轧制材料1，再用卷取机102卷成卷状。当该卷达到规定直径时，再用高速下运作的切断机101切断，结束卷取。切断后的轧制材料1用其他的卷取机102开始卷取。用还原火焰压接型行走接合机98接合的轧制材料1，通过精轧机99及卷取机102连续进行处理，因而提高了生产性，也提高了原材料利用率。

如图8所示，还原火焰压接型行走接合机20包括：沿轧制方向行走的台车22；安装在台车22上的用于水平夹持先行轧制材料1后端部的可升降的后端夹送辊24；安装在台车22上并水平夹持后行轧制材料2的前端部的前端夹送辊26；对先行轧制材料1的后端部下表面与后行轧制材料2的前端部上表面进行切削加工的加工装置28；将加工面保持在还原状态的还原火焰炉30a、30b；使先行轧制材料1与后行轧制材料2的加工面重合并将轧制材料1、2压缩到厚度基本相同的程度的再接合的压接装置32。

利用这种结构，先行轧制材料1的后端部由后端夹送辊24水平地支撑着，先行轧制材料1由升降缸24a保持在加工高度H上，这时，利用刀具19a对先行轧制材料1的后端部下表面和后行轧制材料2的前端部上表面进行切削加工，接着，再将先行轧制材料1的后端部保持在水平位置上，使后端夹送辊24下降，将先行轧制材料1与后行轧制材料2的加工面重合，再由压接装置32压缩并接合。此外，在切削过程中及压接过程中，利用还原火焰炉30a、30b把切削面作为还原气氛，以防止切削面的氧化。

图20示出了边缘成形机100的简图，利用设置在轧制材料1两侧的立式轧辊100a，在板幅方向下压轧制材料1，使轧制材料1成为规定板幅。立式轧辊100a按照预定的板幅间隔设置，由图中未示的装置驱动，使其在板幅方向移动。

在上述实施例中，对由连续铸造机91供给的250mm左右的厚度的板坯进行了说明，但是，比该厚度厚例如110mm左右的板坯也适用于本发明，在这种场合，应根据板坯的厚度增加粗轧机94的台数。

通过上文所述可以看出，本发明通过在热轧生产线上设置精整压力机、卷取开卷机、接合机、边缘成形机、切断机，可以集中由连续铸造机供给的板坯幅，提高了连续铸造机方面的生产率及热轧设备的生产性。另外，由于可以连续轧制带钢，不仅提高了生产率，而且也提高了原材料利用率。再者，利用设置在精轧机前及精轧机之间的边缘成形机，可提高板幅精度，改善边缘破损。

上文利用几个最佳实施例对本发明作了叙述，但是，应该理解，包含在本发明中的权利要求书的范围并不限于这些实施例。相反，在本发明的权利要求书的范围内，可以作出各种包含在权利要求书的范围内的改进、修正或替代的结构。

Claims (3)

1、一种轧制材料接合装置，包括：沿轧制方向换向行走的台车；安装在台车上的用于水平夹持先行轧制材料后端部的可升降的后端夹送辊；安装在台车上并水平夹持后行轧制材料的前端部的前端夹送辊；对先行轧制材料的后端部一面与后行轧制材料的前端部相反一面进行切削加工的加工装置；使先行轧制材料与后行轧制材料的加工面重合并将每一轧制材料压缩到厚度基本相同的程度的压接装置，其特征是，还包括：

设置在前述后端夹送辊与压接装置之间、用于挤压轧制材料后端部两幅端使轧制材料的中心线与接合装置的轧制方向的中心线重合的后端定心装置；设置在前述压接装置与前端夹送辊之间、用于挤压轧制材料前端部两幅端使轧制材料的中心线与接合装置的轧制方向的中心线重合的前端定心装置。

2、根据权利要求1所述的轧制材料接合装置，其特征是，前述后端定心装置及前端定心装置包括：沿着轧制材料两幅端分别设置的导向板、在板幅方向并且在上表面设有齿条而且与一个导向板固定的下级齿条板、在板幅方向并且在下表面设有齿条而且与另一个导向板固定的上级齿条板、配置在下级齿条板与上级齿条板之间的分别与齿条板的齿条啮合的小齿轮、使下级齿条板与上级齿条板沿板幅方向伸缩的齿条板驱动装置。

3、根据权利要求1所述的轧制材料接合装置，其特征是，前述后端定心装置具有升降装置，并在后端夹送辊使轧制材料上升或下降的状态下，进行定心操作，让轧制材料的中心线与接合装置轧制方向的中心线重合。

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