JP2000271611A - シートバーの接合方法およびその設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 シートバーの連続熱間圧延において、先行
シートバーの後端と後行シートバーの先端を接合する際
にクロップの切断面に酸化物が形成されるのを抑え、十
分な接合強度を得ることによって仕上げ圧延でのシート
バーの破断を防止する。 【解決手段】 クロップを切断したシートバーを30秒以
内にクランプ装置で挟持すると同時に、接合装置に一体
となって配設されたガスシールド装置で切断面をガスシ
ールドする。またクロップ切断からガスシールドが完了
するまでにシートバーを搬送する距離を20ｍ以内とし、
搬送速度を40／ｍ以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシートバーの連続熱
間圧延において、先行するシートバーの後端と後行する
シートバーの先端を接合するシートバーの接合方法およ
びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼帯の熱間圧延に際しては、加熱
炉から取り出した鋼片を粗圧延してシートバーとし、さ
らにそのシートバーを被圧延材として１本ずつ仕上げ圧
延して、熱間圧延鋼帯としていた。そのため特に仕上げ
圧延において下記のような種々の問題が生じていた。

【０００３】(1)被圧延材先端の噛み込み不良 (2)被圧延材後端の絞り込み (3)ランナウトテーブル上での鋼帯先端の走行トラブル (4)鋼帯先端および後端の寸法不良 これらの問題の解決策として、シートバーの連続熱間圧
延の技術が開発されている。すなわち熱間仕上げ圧延機
の入側搬送ライン上で先行するシートバーの後端と後行
するシートバーの先端とを接合した後、その接合したシ
ートバーを仕上げ圧延に供する技術が開発されている。
一般に連続熱間圧延におけるシートバーの接合では、粗
圧延機と接合装置との間に配設されたクロップ切断装置
で先行シートバーの後端のクロップを切断した後、接合
装置へ搬送する。先行シートバーを接合装置へ搬送中に
後行シートバーの先端のクロップを切断し、後行シート
バーが先行シートバーに追い付くように接合装置へ搬送
する。接合装置には先行シートバーと後行シートバーと
を挟持するクランプ装置、シートバーを加熱する誘導加
熱装置、先行シートバーと後行シートバーとを突き合わ
せて押圧する押圧装置等が配設されている。接合装置は
搬送中のシートバーに追随して走行しながら、クランプ
装置で先行シートバーの後端と後行シートバーの先端と
を挟持し、誘導加熱装置によって加熱した後、押圧装置
によって先行シートバーの後端と後行シートバーの先端
とを押圧して接合する。

【０００４】接合するシートバーの接合面（すなわちク
ロップを切断した切断面）が大気と接触すると切断面に
酸化物が生成するので、シートバーを接合した後の十分
な接合強度が得られなくなる。また多量の酸化物が接合
面に生成するとシートバーが接合できなくなることもあ
る。そこで従来の連続熱間圧延ではシートバーのクロッ
プ切断の後、シートバーの接合が終了するまで還元ガス
等で切断面をシールドしている。

【０００５】シートバーの接合面（すなわち切断面）を
ガスシールドする技術として、特開平6-31312 号公報に
は、クロップの切断装置からシートバーの接合装置に至
るまでの搬送装置を不活性ガスまたは還元性ガスでシー
ルドする装置が開示されている。また特開平10-230301
号公報には、クランプ装置で挟持された先行シートバー
と後行シートバーとの隙間を、不活性ガスまたは還元性
ガスでシールドする装置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図３は、特開平10-230
301 号公報に開示された従来の接合装置３のクランプ装
置に一体となって配設されたガスシールド装置の例を示
す断面図である。図中の矢印はシートバーの搬送方向を
示す。先行シートバー８と後行シートバー９を対向させ
た状態でクランプ装置11で挟持し、誘導加熱コイル15に
より交番磁界を発生させてシートバーの接合面を加熱す
る。なおクランプ装置11には、シートバー８，９が上下
方向へずれることを防止するための目違い防止板12が設
けられている。

【０００７】シートバーの加熱時には、先行シートバー
８と後行シートバー９との間の隙間10に不活性ガスまた
は還元性ガスを主管13から枝管14を通って隙間10へ吹き
込むようにしている。図３に示すように、クランプ装置
11で挟持された先行シートバー８と後行シートバー９と
の隙間10のような、ごく限られた狭い空間をガスシール
ドすることは比較的容易である。

【０００８】しかし図３の装置では、切断装置（図示せ
ず）でクロップを切断した後、シートバー８，９がクラ
ンプ装置11へ搬送されるまでに接合面（すなわちクロッ
プを切断した切断面）が大気に接触して、接合面に酸化
物が形成されることは避けられない。接合面に生成した
酸化物はガスシールドされた後も残存するので、シート
バーを接合した後の接合強度が十分ではなく、接合した
後の仕上げ圧延においてシートバーが破断する原因にな
っていた。

【０００９】特にステンレス鋼等のCr，Ti，Si，Al等の
高温酸化速度がFeより早い元素が0.5 重量％以上含有さ
れる鋼種の連続熱間圧延においてシートバーを接合する
場合は、接合面（すなわちクロップを切断した切断面）
に形成した酸化物が接合終了後も残存しやすい。例えば
ステンレス鋼シートバーの連続熱間圧延においてステン
レス鋼シートバーを接合する場合は、接合面にCr酸化物
が厚く成長する。Cr酸化物の融点はステンレス鋼の融点
よりも高いため、ステンレス鋼シートバーの加熱・押圧
の後も溶融せずに接合面に残存し、半溶融状態の金属の
境界拡散が阻害され、その結果、所定の接合強度を得ら
れないという問題があった。またＣを0.3 重量％以上含
有する鋼種では、鋼の融点が低くなるため、たとえCr，
Ti，Si，Al等の元素を含有していなくても、酸化物の融
点が鋼の融点よりも高くなり、同様の問題が生ずる。

【００１０】そこでステンレス鋼等のCr，Ti，Si，Al含
有鋼や高炭素鋼の接合の場合は、接合面（すなわち切断
面）に酸化物が生成しないようにする必要がある。特開
平6-31312 号公報では、図４に示すように、切断装置４
でクロップを切断した後、接合装置３で接合を完了する
までをガスシールドするガスシールド装置７を設けてい
る。なお図４中の１は粗圧延機、２は仕上げ圧延機、８
は先行シートバー、９は後行シートバーである。

【００１１】図５は従来のステンレス鋼シートバーの連
続熱間圧延設備の模式図である。粗圧延機１によって圧
延されたシートバーは、切断装置４にて先後端のクロッ
プが切り落とされ、先後端面は接合が可能な形状とな
る。切断装置４の下流側には接合装置３が設置されてい
る。接合装置３は鋼帯搬送方向（図中の矢印方向）に走
行可能な台車16上に設置されており、台車16の走行範囲
の搬送テーブルは複数の昇降ローラー６によって構成さ
れている。台車16が存在する位置の昇降ローラー６は、
台車16によって押し下げられるようになっている。先行
シートバー８の後端と後行シートバー９の先端とを接合
装置３に位置させるようにして搬送し、接合装置３によ
って先行シートバー８と後行シートバー９との接合が走
間で行なわれる。そして先行シートバー８と後行シート
バー９とは仕上げ圧延機２によって連続的に圧延され
る。ここで、切断装置４から接合装置３の走行範囲まで
の間では接合は完了していないので、この間で接合面に
酸化物が形成されないようにする必要がある。このた
め、この間には不活性ガスを用いたガスシールド装置７
が設けられている。なお図５中の５は固定式のテーブル
ローラーである。

【００１２】しかしながら図５に示されるような連続熱
間圧延設備では、クロップの切断装置から接合装置に至
るテーブルローラーや、接合装置がシートバーに追随し
て走行する範囲の昇降ローラーをガスでシールドするた
めには、ガス置換体積が非常に大きくなり、膨大なガス
量が必要になるとともに、ガスを置換するために多大な
時間を要していた。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、シートバーの
連続熱間圧延を行なうに際して先行シートバーの後端と
後行シートバーの先端とを接合するシートバーの接合方
法であって、先行シートバーの後端クロップと後行シー
トバーの先端クロップとを切断した後30秒以内に先行シ
ートバーの後端の切断面と後行シートバーの先端の切断
面とを不活性ガスを用いてシールドし、シールドされた
状態の下で先行シートバーと後行シートバーとを接合す
るシートバーの接合方法である。

【００１４】また本発明は、シートバーの連続熱間圧延
を行なうに際して先行シートバーの後端と後行シートバ
ーの先端とを接合するシートバーの接合設備であって、
シートバーの先後端のクロップを切断する切断装置と、
切断装置の下流側に設置され先行シートバーおよび後行
シートバーの搬送速度に追随して走行しながら先行シー
トバーのクロップ切断面と後行シートバーのクロップ切
断面とを接合する接合装置と、クロップを切断した先行
シートバーおよび後行シートバーを接合装置に搬送する
搬送テーブルとを備え、その接合装置は先行シートバー
のクロップ切断面と後行シートバーのクロップ切断面と
を不活性ガスを用いてシールドするガスシールド装置を
有し、ガスシールド装置がガスシールドを完了する接合
装置の位置と切断装置との距離が20ｍ以下であり、かつ
搬送テーブルのシートバー搬送速度が40ｍ／分以上であ
るシートバーの接合設備である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に先立ち、発明者らはシー
トバーの切断面が大気に接触する時間とその切断面を接
合した接合部の強度との関係を調査した。その調査結果
は図２に示す通りである。接合面（すなわち切断面）が
大気に接触する時間が30秒以内であれば、十分な接合強
度が得られるので仕上げ圧延において接合部が破断しな
いことが判明した。

【００１６】以下に本発明を図を用いて説明する。図１
は本発明のガスシールド装置を用いた連続熱間圧延設備
の概略図である。図中の矢印はシートバーの搬送方向を
示す。ガスシールド装置は、図３と同様、接合装置３と
一体となって配設されており、シートバーのクロップの
切断装置４からシートバーを接合する接合装置３までの
間にシートバーを搬送するために配設された固定ローラ
ー５で構成される搬送テーブルと、接合装置がシートバ
ーに追随して走行する範囲に昇降可能に配設された昇降
ローラー６で構成される昇降テーブルが配設されてい
る。これらの搬送テーブルおよび昇降テーブルはガスシ
ールド装置を有していない。クロップを切断したシート
バーの接合面（すなわちクロップを切断した切断面）
は、切断装置４から接合装置３へ搬送される間に大気に
接触するが、大気に接触する時間が30秒以内であれば接
合面に形成される酸化物の量が少量であるので、シート
バーの接合に問題は生じない。

【００１７】接合装置３はシートバーに追随して昇降テ
ーブル上を走行する台車16上に設置されており、シート
バーの搬送速度と同期してシートバーをクランプし接合
する。切断装置４でクロップを切断されたシートバー
が、ガスシールド装置でガスシールドされるまでに固定
ローラー５および昇降ローラー６によって搬送される距
離を20ｍ以下とすると、通常の圧延速度（すなわち先行
シートバーの搬送速度である40ｍ／分）で圧延を行なっ
ても、先行シートバー８の後端の接合面に問題となる程
度の酸化物が形成されることはない。またクロップ切断
後の後行シートバー９についても、40ｍ／分以上でガス
シールド装置７まで搬送すれば、同様に酸化物が形成さ
れることはない。

【００１８】本発明のガスシールド装置に使用するガス
は特定の成分に限定されないが、N₂，Ar，He等の不活性
ガスを使用するのが望ましい。

【００１９】

【実施例】本発明に係わる連続熱間圧延設備は図１に示
すように、粗圧延機１，仕上げ延機２，シートバーの接
合装置３，およびその接合装置３の入り側に配設された
クロップ切断装置４等で構成されている。またシートバ
ーを粗圧延機１から仕上げ圧延機２へ搬送するために固
定ローラー５で構成される搬送テーブルおよび接合装置
３がシートバーに追随して走行する範囲に設けられた昇
降ローラー６で構成される昇降テーブルが配設されてい
る。仕上げ圧延機２の入り側における先行シートバー８
の最低搬送速度および搬送テーブルによる後行シートバ
ー９の最低搬送速度は40ｍ／分、切断装置４とガスシー
ルド装置でガスシールド完了する位置との間の距離は20
ｍである。これによってシートバーの接合面（すなわち
切断面）が大気に接触する時間を30秒以内に維持でき
る。

【００２０】したがって図５に示すような搬送テーブル
や昇降テーブルにガスシールド装置７を設置する必要が
なくなる。またシールド装置内のガスの置換に費やすガ
ス量を低減でき、置換に要する時間も短縮できるため、
ランニングコストの削減および生産性の向上が達成でき
る。

【００２１】

【発明の効果】本発明によってステンレス鋼や高炭素鋼
のクロップを切断した切断面に酸化物が生成するのを抑
え、シートバーの確実な接合を達成できる。ガスシール
ド装置内のガスの置換に費やすガス量を低減でき、置換
に要する時間も短縮できるため、ランニングコストの削
減および生産性の向上が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の連続熱間圧延装置の例を示す概略図で
ある。

【図２】クロップの切断面が大気に接触する時間と接合
部の強度との関係を示すグラフである。

【図３】従来のガスシールド装置の例を示す断面図であ
る。

【図４】従来のガスシールド装置の例を示す断面図であ
る。

【図５】従来のガスシールド装置の例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 粗圧延機最終スタンド ２ 仕上げ圧延機 ３ 接合装置 ４ 切断装置 ５ 固定ローラー ６ 昇降ローラー ７ ガスシールド装置 ８ 先行シートバー ９ 後行シートバー 10 隙間 11 クランプ装置 12 目違い防止板 13 主管 14 枝管 15 誘導加熱コイル 16 台車

フロントページの続き (72)発明者 結城 淳 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Ｆターム(参考） 4E002 AA07 AD01 BA01 BD05 BD06 CB07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートバーの連続熱間圧延を行なうに際
   して先行シートバーの後端と後行シートバーの先端とを
   接合するシートバーの接合方法であって、前記先行シー
   トバーの後端クロップと前記後行シートバーの先端クロ
   ップとを切断した後30秒以内に前記先行シートバーの後
   端の切断面と前記後行シートバーの先端の切断面とを不
   活性ガスを用いてシールドし、前記シールドされた状態
   の下で前記先行シートバーと前記後行シートバーとを接
   合することを特徴とするシートバーの接合方法。
2. 【請求項２】 シートバーの連続熱間圧延を行なうに際
   して先行シートバーの後端と後行シートバーの先端とを
   接合するシートバーの接合設備であって、前記シートバ
   ーの先後端のクロップを切断する切断装置と、前記切断
   装置の下流側に設置され前記先行シートバーおよび前記
   後行シートバーの搬送速度に追随して走行しながら前記
   先行シートバーのクロップ切断面と前記後行シートバー
   のクロップ切断面とを接合する接合装置と、前記クロッ
   プを切断した先行シートバーおよび後行シートバーを前
   記接合装置に搬送する搬送テーブルとを備え、前記接合
   装置は前記先行シートバーのクロップ切断面と前記後行
   シートバーのクロップ切断面とを不活性ガスを用いてシ
   ールドするガスシールド装置を有し、前記ガスシールド
   装置がガスシールドを完了する接合装置の位置と前記切
   断装置との距離が20ｍ以下であり、かつ前記搬送テーブ
   ルのシートバー搬送速度が40ｍ／分以上であることを特
   徴とするシートバーの接合設備。