JP2002263953A - 金属材の連続圧延における接合部バリ取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 丸棒状の被圧延材接合部のバリ取りが可能
な、金属材の連続圧延における被圧延材接合部のバリ取
り装置を提案する。 【解決手段】 被圧延材の長手方向に複数個の切削用刃
物対を設置する。切削用刃物対は、被圧延材を挟んで対
向する位置に、被圧延材の円周方向の所定角度に亘り被
圧延材と当接可能な刃物を、被圧延材の長手方向に対し
角度α傾斜して、一対配設する。複数個の切削用刃物対
の隣り合う切削用刃物対同士を被圧延材の円周方向に所
定角度だけ変位して配設し、さらに、隣り合う切削用刃
物対の刃物同士が、前記被圧延材の長手方向に対し互い
に逆向きの傾斜角を有するように配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビレット等の金属
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、連続金属粗材とし、該連続金属粗材を被圧延材とし
て連続圧延する金属材の連続圧延に係り、とくに被圧延
材の接合部に発生するバリを切削除去するバリ取り装置
に関する。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、このため、金属素形材や粗圧延後の金属粗材の一部
を床置き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
に記載された技術を使用して、接合部の強度を圧延中に
破断しない十分な強度とするためには、溶接時の電流を
大きくして溶融量を確保すると共に、先行の材料後端と
後行の材料先端とを十分に強く押し当てる必要があっ
た。そのため、溶融金属ないしは軟化した金属が接合部
の外側にはみ出す、いわゆるバリの発生が避けられず、
特開平10-5803 号公報に記載された技術では、連続材の
溶接部（接合部）のバリを除去する研削工程を必須の工
程としていた。

【０００６】一方、このようなバリを除去する技術とし
ては、例えば、特開平９-66450号公報に、走行中にフラ
ッシュバット溶接により接合されたビレットの溶接部の
バリを複数の砥石を回転させることにより研削しつつ、
砥石をビレットの走行方向に同期させながら移動させ
る、回転砥石を用いた研削方式のバリ取り方法が開示さ
れている。また、特開平９-66451号公報には、 ビレット
移動方向に往復運動する走行機体と、走行機体に回転可
能に支持された旋回リングと、旋回リングの半径方向に
移動可能に配設した複数のグラインダ装置と、旋回リン
グの中心軸に対し斜めにセットされたグラインダ装置の
グラインダとを具備する、グラインダを用いた研削方式
のフラッシュバット溶接部の走間バリ取り装置が開示さ
れている。

【０００７】しかしながら、連続材に接合部（溶接部）
のバリを除去する研削を施すと、研削の際に連続材の温
度が低下し、このため、その下流での連続圧延に際し、
接合部が十分に圧延されなかったり、接合部の圧延組織
が他の部分と異なるものとなって、得られる製品の均質
性が損なわれる恐れがある。また、回転砥石やグライン
ダ装置の設置や、砥石、 グラインダの頻繁な交換による
コスト増は避けられない。さらに、砥石、グラインダの
摩耗に気づかずに操業を続けると、接合部のバリの除去
が不十分なために、バリの内部の金属酸化物が連続材中
に押し込められる（これをノロ噛みという）こととな
り、その部分の品質が劣化するという問題もあった。

【０００８】一方、特開2000-210810 号公報には、 切削
刃物を用いたバリ取り装置が開示されている。特開2000
-210810 号公報に記載されたバリ取り装置は、バリ取り
工具と、バリ取り工具を固定する工具台と、工具台を移
動可能に設置するユニットフレームと、工具台を移動す
るための移動装置と、ユニットフレームを取り付けるバ
リ取りフレームとを有し、バリ取り工具であるバイトを
接合面に対し傾斜させてバリを除去することに特徴があ
る。特開2000-210810 号公報に記載された切削によるバ
リの除去は、特開平９-66450号公報、特開平９-66451号
公報に記載されたような研削方式によるバリ取りより
も、短時間でバリ取りができるという利点がある。

【０００９】しかし、特開2000-210810 号公報に記載さ
れたバリ取り装置は、角断面のビレットのバリ取りのた
めの装置であって、丸棒状の連続材接合部のバリ取りに
は、そのままでは適用できないという問題がある。すな
わち、特開2000−210810号公報に記載された角断面のビ
レットのバリ取り装置の場合、刃物はビレットの側面に
垂直に押し当てられ、その押し付け圧力は押し付けられ
たビレット面に均等に作用する。したがって、刃物の当
たる範囲では均等にバリの除去が可能となる。しかし、
本発明者らが知見したところによれば、丸断面の金属材
の場合には、刃物の形状は金属材の円周面に沿った凹型
とする必要があるが、このような刃物を丸断面の金属材
に押し当てると、その押し付け圧力は、刃物の凹部の底
に相当する部分で一番大きく、刃物の端部では小さくな
ることになり、端部のバリが除去されにくいという問題
があるのである。

【００１０】このように、丸棒状の金属粗材を接合し連
続金属粗材としたのち、被圧延材として下流の圧延機列
で連続圧延する場合に、被圧延材接合部の温度降下や、
接合部の品質劣化をきたすことなく、接合部のバリ取り
が可能なバリ取り装置は未だ存在しておらず、丸棒状の
被圧延材の連続圧延の実用化の大きな障害となってい
た。

【００１１】本発明は、上記した従来技術の問題を有利
に解決し、丸棒状の連続金属粗材（被圧延材）の接合部
のバリ取りが可能な、金属材の連続圧延における被圧延
材接合部のバリ取り装置を提案することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
課題を達成するために、鋭意検討した結果、丸棒状被圧
延材接合部のバリ取り装置としては、バリ取りに好適な
切削用刃物と、またバリ取りに好適な切削用刃物の配
置、があることを新たに見いだした。本発明者が見いだ
したバリ取り装置に必要な要件としては、具体的には、
（ａ）切削用刃物は、被圧延材の円周方向の所定角度に
亘って当接し、かつ前記被圧延材の長手方向に対して傾
斜した刃物を被圧延材を挟んで対向して設けた切削用刃
物対であること、（ｂ）被圧延材の長手方向で隣り合う
切削用刃物対は、被圧延材の円周方向でずれおりかつ各
切削用刃物対の当接範囲を合わせると被圧延材の全周と
なるように配置されていること、（ｃ）被圧延材の長手
方向で隣り合う刃物対の刃物同士が互いに逆方向の傾斜
となるように配置されていること、である。

【００１３】本発明は、上記した知見に基づき、さらに
検討して完成されたものである。すなわち、本発明は、 （１）熱間で粗圧延された丸棒状の金属粗材同士を接合
し連続金属粗材とし、該連続金属粗材を被圧延材として
下流の圧延機列で連続圧延する際に、該被圧延材の接合
部に発生するバリを切削して除去するバリ取り装置であ
って、該バリ取り装置が、前記被圧延材の長手方向に複
数個の切削用刃物対を設置してなり、前記切削用刃物対
が、前記被圧延材を挟んで対向する位置に、前記被圧延
材の円周方向の所定角度θに亘り該被圧延材と当接可能
な刃物を、前記被圧延材の長手方向に対し角度α傾斜し
て、一対配設して構成され、前記複数個の切削用刃物対
が、該複数個の切削用刃物対の刃物により前記被圧延材
の全周に亘り当接可能なように、前記複数個の切削用刃
物対の隣り合う切削用刃物対同士を前記被圧延材の円周
方向に角度βだけ変位して配設され、かつ、前記隣り合
う切削用刃物対の刃物同士が、前記被圧延材の長手方向
に対し互いに逆向きの傾斜角を有するように配設されて
なることを特徴とする連続圧延における被圧延材接合部
のバリ取り装置。 （２）前記切削用刃物対を構成する一対の刃物が、前記
被圧延材の長手方向に対し互いに逆向きの傾斜角を有す
るように配設されてなることを特徴とする（１）に記載
のバリ取り装置。

【００１４】

【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６に、本発明の被圧延材接合部のバリ
取り装置を適用するに好適な連続圧延設備の一例を示
す。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素形材（ビレット）１は上流に
設けた粗圧延機列３にて粗圧延され、粗バーと呼ばれる
断面が大略円形の金属粗材５とされる。粗圧延された金
属粗材５は、次いで下流に設けた下流の圧延機列（中間
圧延機列）13によって圧延され、その後必要に応じて仕
上げ圧延機列14によって圧延され、製品の金属仕上げ材
とされる。

【００１５】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、接合装置12を配設する。この接合
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の先端を接合し連続金属粗材とし、被圧延材と
して下流の圧延機列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。本発明の被圧延材接合
部のバリ取り装置15は、 この下流の圧延機列13の手前に
設置され、下流の圧延機列13によって圧延される前の被
圧延材接合部のバリを除去するのに使用される。

【００１６】本発明の被圧延材接合部のバリ取り装置15
は、 複数個の切削用刃物対を被圧延材の長手方向に複数
個並べて設けた点に特徴がある。なお、切削用刃物対
は、切削用刃物スタンドに取り外し可能に固設されるこ
とが好ましい。図１に、中間圧延機列13の入り側に、バ
リ取り装置15を配設した一例を模式的に示す。この例で
は、バリ取り装置15は、被圧延材11の長手方向に直列に
４基の切削用刃物スタンド15a 〜15d を配し、４対の切
削用刃物対を有している。本発明では、設置する切削用
刃物対の数は、複数対であればよく、必ずしも４対であ
る必要はない。設置する切削用刃物対の数は、被圧延材
に当接しバリを除去できる刃物の被圧延材円周方向での
所定角度θに応じて、複数個の切削用刃物対全体とし
て、刃物が被圧延材の全周をカバーできるに足る個数と
すればよい。

【００１７】本発明における、切削用刃物対16は、刃物
16a を被圧延材11を挟んで対向する位置に一対配設して
構成される。図２は切削用刃物対16の構成の一例を被圧
延材11の長手方向に垂直な面における断面図で示す。切
削用刃物対16に好適に配設される刃物16a は、刃物本体
16a1と切削バイト16a2とから構成され、被圧延材の円周
方向の所定角度θに亘り被圧延材と当接可能とされる。
刃物16a の構成の一例を図３に示す。なお、図２では、
簡単のために切削バイト16a2は省略されている。

【００１８】刃物16a における、被圧延材円周方向での
所定角度θは、30°〜120 °の範囲とすることが好まし
い。θが30°未満では、一対の切削用刃物対で除去でき
るバリの量が少なく、切削用刃物対を被圧延材の長手方
向に多数個設置する必要が生じ、バリ取り時の被圧延材
の温度降下量が大きくなる傾向となる。一方、θが120
°を超えると、バリ取りに必要な力が大きくなり、下流
の圧延機列の負荷が大きくなったり、被圧延材のスリッ
プが生じたりする傾向となる。より好ましくは40°〜90
°である。

【００１９】また、切削用刃物対16の一対の刃物16a 、
16a は、図４に示すように、被圧延材11の長手方向に対
して角度αだけ傾斜させて切削用刃物対スタンドに設置
される。この傾斜角αは、好ましくは30〜60°とする。
傾斜角αが30°未満では一対の切削用刃物対で除去でき
るバリの量が少なく、切削用刃物対を被圧延材の長手方
向に多数個設置する必要があり、バリ取り時の被圧延材
の温度降下量が大きくなる傾向となる。一方、傾斜角α
が60°を超えると、接合部に過大な張力がかかって接合
部が破断したり、バリ取りに必要な力が大きくなるため
に下流の圧延機列の負荷が大きくなったり、被圧延材の
スリップが生じたりする傾向となる。

【００２０】なお、この切削用刃物対16を構成する刃物
16a 、16a は、図４（ａ）のように同じ向きの傾斜角α
を有するように傾斜させても、また図４（ｂ）に示すよ
うに逆向きの傾斜角αを有するように傾斜させてもよ
い。また、本発明では、上記した構成の切削用刃物対を
被圧延材の長手方向に複数個並べて設置し、かつこれら
切削用刃物対のうち隣り合う切削用刃物対同士を被圧延
材11の円周方向に角度βだけ変位して配設する。この状
況を図５に示す。

【００２１】図５は、図１に示す切削用刃物スタンド15
a 〜15d の各段に組み込まれた、切削用刃物対を示し、
図１のＡ−Ａ矢視図（図５（ａ））、Ｂ−Ｂ矢視図（図
５（ｂ））、Ｃ−Ｃ矢視図（図５（ｃ））、Ｄ−Ｄ矢視
図（図５（ｄ））である。第１段の切削用刃物対（ｉ）
の位置を基準位置（ｉ）とし、この基準位置（ｉ）に対
し第２段の切削用刃物対（ii）を、被圧延材11の円周方
向で角度βだけ変位した位置（ii）に配置する。この状
況を図５（ｂ）に示す。以下、同様に、第３段の切削用
刃物対（iii）を第２段の切削用刃物対（ii）の位置（i
i）から被圧延材の円周方向で角度βだけ変位した位置
（iii）に配置する。また、第４段の切削用刃物対（i
v）を第３段の切削用刃物対（iii）の位置（iii）から
被圧延材の円周方向で角度βだけ変位した位置（iv）に
配置する。この状況を図５（ｃ）、（ｄ）に示す。

【００２２】第１段の切削用刃物対の刃物で除去できる
バリの円周方向角度が刃物と被圧延材との当接角度であ
るθに等しい場合には、次の段の切削用刃物対は第１段
の切削用刃物対の位置から被圧延材の円周方向にθだけ
変位して設けることにより、前段の切削用刃物対で除去
できなかったバリを除去できるはずである。しかし、実
際には、刃物の端部では削り残りが生じる。このため、
変位する角度βはθより小さくする必要がある。バリの
除去を確実に行うには、βはθよりも20°〜60°小さく
することが好ましい。

【００２３】すなわち、被圧延材の長手方向で隣り合う
切削用刃物対の刃物同士が、 バリを除去する領域で円周
方向に20°〜60°重なり合うようにすることが好まし
い。そして、各段の切削用刃物対の刃物が被圧延材と当
接する範囲を合わせて被圧延材の全周となるように、各
段の切削用刃物対を変位して配設することによって、被
圧延材の全周が確実に切削できるようになるのである。

【００２４】本発明では、前記したように切削用刃物対
16を形成する一対の刃物16a 、16aは、同じ向きまたは
逆向きの傾斜角αを有するように、被圧延材の長手方向
に対し傾斜して配設される。そしてさらに、被圧延材の
長手方向で隣り合う切削用刃物対16の刃物16a 同士は、
被圧延材の長手方向に対し互いに逆向きの傾斜角αを有
するように配設される。この状況を図６に示す。

【００２５】図６は、それぞれ図５（ａ）〜（ｄ）の矢
印方向から見た平面図を示している。第１段の切削用刃
物対では刃物16a は、被圧延材の長手方向に対して所定
角度α₁ で傾斜している。これを基準方向とすると、第
１段の切削用刃物対と隣り合う第２段の切削用刃物対の
刃物16a は、この基準方向とは逆向きの傾斜角α₂ を有
する方向に配設される。この状況を図５（ｂ）に示す。

【００２６】第２段の切削用刃物対とそれに隣接する第
３段の切削用刃物対との関係、および第３段の切削用刃
物対とそれに隣接する第４段の切削用刃物対との関係も
同様に、図５（ｂ）と（ｃ）、図５（ｃ）と（ｄ）に示
すように、互いに逆向きの傾斜角で配設される。このよ
うに被圧延材の長手方向で隣り合う刃物の傾斜角を逆向
きにする理由は次のとおりである。

【００２７】被圧延材が丸棒状の場合には、切削すべき
面が曲面であるため、刃物の端部にかかる力が小さくな
り、そのために刃物端部でのバリの削り残りが生じる。
この状態で次の段の刃物で切削を行うと、被圧延材の長
手方向に隣り合う刃物の傾斜角の向きが同じ向きである
場合には、この削り残りのバリが十分に削られずに残存
して被圧延材に絡みつき、下流の圧延機列で圧延した際
に接合部に疵が発生したり、ノロかみとなったりして品
質を損なってしまうという不都合が発生する。

【００２８】本発明のように被圧延材の長手方向に隣り
合う刃物の傾斜角を逆向きにすると刃物端部で残存した
バリが次段の刃物で確実に除去することが可能となるの
である。上記したようにバリ取り装置を構成することに
より、丸棒状の被圧延材接合部のバリ取りに特有の問題
が好ましく解決できるのである。

【００２９】

【発明の効果】以上に、詳述したように、本発明によれ
ば、従来、切削によるバリ取りが困難であった丸棒状の
被圧延材接合部のバリ取りが可能となり、産業上格段の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバリ取り装置の配置の一例を示す説明
図である。

【図２】切削用刃物対の構成の一例を模式的に示す断面
図である。

【図３】本発明の切削用刃物対に好適な刃物の構成の一
例を模式的に示す説明図である。

【図４】切削用刃物対を構成する一対の刃物の配設状況
の一例を示す平面図である。

【図５】隣り合う切削用刃物対の変位状況の一例を示す
説明図である。

【図６】各段の切削用刃物対の刃物の配設状況を模式的
に示す説明図である。

【図７】本発明装置を適用した連続圧延装置の全体構成
を示す配置図である。

【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 ９ テーブルロール 91 サポートロール 10 後行する金属粗材 11 先行する金属粗材 12 接合装置（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 バリ取り装置 15a,15b,15c,15d 切削用刃物スタンド 16 切削用刃物対 16a 刃物 16a1 刃物本体 16a2 切削バイト 19 圧延ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 重之 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 Ｆターム(参考） 3C050 FB06 FB11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間で粗圧延された丸棒状の金属粗材同
   士を接合し連続金属粗材とし、該連続金属粗材を被圧延
   材として下流の圧延機列で連続圧延する際に、該被圧延
   材の接合部に発生するバリを切削して除去するバリ取り
   装置であって、該バリ取り装置が、前記被圧延材の長手
   方向に複数個の切削用刃物対を設置してなる装置であ
   り、前記切削用刃物対が、前記被圧延材を挟んで対向す
   る位置に、前記被圧延材の円周方向の所定角度θに亘り
   該被圧延材と当接可能な刃物を、前記被圧延材の長手方
   向に対し角度α傾斜して、一対配設してなり、前記複数
   個の切削用刃物対が、該複数個の切削用刃物対の刃物に
   より前記被圧延材の全周に亘り当接可能なように、前記
   複数個の切削用刃物対の隣り合う切削用刃物対同士を前
   記被圧延材の円周方向に角度βだけ変位して配設され、
   かつ、前記隣り合う切削用刃物対の刃物同士が、前記被
   圧延材の長手方向に対し互いに逆向きの傾斜角を有する
   ように配設されてなることを特徴とする連続圧延におけ
   る被圧延材接合部のバリ取り装置。
2. 【請求項２】 前記切削用刃物対を構成する一対の刃物
   が、前記被圧延材の長手方向に対し互いに逆向きの傾斜
   角を有するように配設されてなることを特徴とする請求
   項１に記載のバリ取り装置。