JP2020146726A - 連続熱間圧延における鋼片の接合装置および接合方法、連続熱間圧延設備および連続熱間圧延方法、熱延鋼板の製造装置および熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接合用クランプの下部における溶鋼の堆積を防止することが可能な、鋼片の接合装置および接合方法、連続熱間圧延設備および連続熱間圧延方法、熱延鋼板の製造装置および熱延鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端を接合する連続熱間圧延における鋼片の接合装置であって、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端の各接合面および上面に対して、段差部を付与する段差付与装置と、段差部が付与された面同士を非接触で対向配置した先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端を加熱する加熱装置と、加熱された先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端を突き合わせて押圧し、接合する押圧装置を具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片と後行鋼片を接合する連続熱間圧延における鋼片の接合装置および接合方法、連続熱間圧延設備および連続熱間圧延方法、熱延鋼板の製造装置および熱延鋼板の製造方法に関する。

いわゆるバッチ式の熱間圧延ラインでは、鋼片を１本毎に加熱、粗圧延、仕上げ圧延して所望の厚さの鋼板に仕上げる。しかしながら、このバッチ式の熱間圧延ラインでは、特に仕上げ圧延工程において、鋼片先端の噛み込み不良、鋼片後端の絞り込み、鋼片先後端での寸法不良等の問題があった。

このため、最近では仕上げ圧延機の入側搬送ラインで、先行する鋼片の後端部と後行する鋼片の先端部とを順次接合してから仕上げ圧延に供する連続圧延法（エンドレス圧延法）が提案され、これに伴い鋼片の接合方法についても種々の方法が開発されている。その中でも、比較的短時間で接合を終了できる方法として、誘導加熱圧接法が知られている。この方法では、誘導加熱により先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部との接合予定部を急速加熱したのち、互いに突き合せて押圧することによって、先行および後行の両鋼片を接合する（この押圧および接合を、以下、アップセット接合とも記す。）。

しかしながら、従来の連続熱間圧延における鋼片の接合方法では、鋼中にＣｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ等のように、鋼の融点（１４００〜１６００℃）よりも高い融点を有する酸化物（Ｃｒ酸化物：融点約２０００℃）を生成する成分を含むステンレス鋼や高張力鋼板等を用いた場合、誘導加熱時に接合面に生成されるこれらの酸化物がアップセット接合後も接合部に固相として残って接合強度を著しく低下させ、後工程の仕上げ圧延にて接合部が破断する等の問題が生じる。

このような問題を解決する方法として、特許文献１には、誘導加熱による加熱工程で先行鋼片および後行鋼片の各接合面の温度が鋼片の液相線温度以上になるように加熱し、かつアップセットを、誘導加熱装置による交番磁界の印加中又は予め把握された誘導加熱装置の電源を切ってから接合面の鋼が溶け落ちるまでの時間内に行う方法が開示されている。

この方法では、接合界面を液相線温度以上まで加熱することによって、接合界面に生成された鋼の融点よりも高い融点の酸化物が、液相となって溶けた鋼と共に排出されやすくなるため、上記の酸化物による接合強度の低下を回避できると、特許文献１に記載されている。また、このとき、液相線温度以上の加熱によって、アップセット前に接合面で溶けた鋼（以下、溶鋼とも記す。）が下方に流れ出し、鋼が溶け落ちた後の面への酸化物の再生成を防ぐために、アップセットを溶鋼が溶け落ちるまでの時間内で行うことが有効であると、特許文献１に記載されている。

特開２０００−２７１６０６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された方法では、何本もの鋼片に連続的にエンドレス圧延を施す場合に問題が生じる。具体的には、接合界面を鋼の融点以上の温度まで加熱することで、ステンレス鋼や高張力鋼を用いた場合であっても接合界面に生成する酸化物を排出しやすくすることは可能であるが、排出性が良いことからアップセット時に溶鋼が飛散する場合がある。

このようにアップセット時に飛散する溶鋼について、接合部の上面側に排出された溶鋼は、鋼片に付着し、その後にバリ取り処理が行われるために問題とはならないものの、接合部の下面側に排出された溶鋼の一部（以下、ノロとも記す。）はアップセット時の圧力によって大きく飛散して、接合用クランプ（または接合用装置）の下部に堆積する場合がある。特に、連続的にエンドレス圧延を行う場合、このノロの堆積量が徐々に多くなっていき、接合界面に噛みこまれ、鋼片接合部の強度を著しく低下させ、仕上げ圧延中に破断を発生させてしまうこともある。

このように、連続熱間圧延において、鋼片接合部の強度を低下させないようにするために、接合用クランプの下部に溶鋼が堆積することを防止する技術の確立が希求されていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、連続熱間圧延において、鋼片接合部の強度を低下させないようにするために、接合用クランプの下部における溶鋼の堆積を防止することが可能な、鋼片の接合装置および接合方法、連続熱間圧延設備および連続熱間圧延方法、熱延鋼板の製造装置および熱延鋼板の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討を重ねた。その結果、接合前に先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端の各接合面と上面に対して段差部を付与することで、先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部とを急速加熱して押圧および接合をする際に飛散する溶鋼の一部（ノロ）が接合用クランプの下部に堆積することを防止する。これにより被接合界面における酸化スケールの介在を抑止して鋼片接合部の強度を確保し、もって接合後の鋼片の圧延中の破断を防止することができることを知見した。

より具体的には、本発明者らは、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端の各接合面と上面に対して段差部を付与することで、接合面に生じた溶鋼が毛細管現象により上面に移動し、アップセット時に接合面間から排出される溶鋼を減少させ、接合後に接合機内に溶鋼が残存することを防止する方法を見出した。

本発明は上述の知見に基づいてなされたものであり、以下を要旨とするものである。
［１］ 連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端を接合する連続熱間圧延における鋼片の接合装置であって、
前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端の各接合面および上面に対して、段差部を付与する段差付与装置と、
前記段差部が付与された面同士を非接触で対向配置した前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端を加熱する加熱装置と、
加熱された前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端を突き合わせて押圧し、接合する押圧装置を具備することを特徴とする連続熱間圧延における鋼片の接合装置。
［２］ 前記段差部は、凹凸形状であることを特徴とする［１］に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合装置。
［３］ 連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端を接合する連続熱間圧延における鋼片の接合方法であって、
段差付与装置により、前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端の各接合面および上面に対して、段差部を付与する段差付与工程と、
加熱装置により、前記段差部が付与された面同士を非接触で対向配置した前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端を加熱する加熱工程と、
押圧装置により、加熱された前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端を突き合わせて押圧し、接合する接合工程を有することを特徴とする連続熱間圧延における鋼片の接合方法。
［４］ 前記段差部は、凹凸形状であることを特徴とする［３］に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合方法。
［５］ ［１］または［２］に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合装置を備えることを特徴とする連続熱間圧延設備。
［６］ ［３］または［４］に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合方法を用いて接合した鋼片を熱間圧延することを特徴とする連続熱間圧延方法。
［７］ ［５］に記載の連続熱間圧延設備を備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置。
［８］ ［６］に記載の連続熱間圧延方法を用いて熱延鋼板を製造することを特徴とする熱延鋼板の製造方法。

本発明によれば、接合用クランプの下部における溶鋼の堆積を防止することができる。これにより、連続熱間圧延において、鋼片接合部の強度の低下を防止できる。

図１は、本発明の接合装置の構成を説明する概略図である。 図２は、本発明の接合装置における段差付与装置を説明する概略図である。 図３は、鋼片のずれを防止する目違い防止板の概略図である。 図４は、従来の接合装置による加熱時の溶鋼の残存状況を説明する図である。 図５は、本発明の接合装置による加熱時の溶鋼の残存状況を説明する図である。 図６は、本発明の接合装置を備える連続熱間ラインのコイルボックスから仕上げ圧延機の第１スタンドまでの設備配列の概略図である。

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。

まず、図１を用いて、本発明の連続熱間圧延における鋼片の接合装置について説明する。図１には、本発明の接合装置４の一例を示す。

本発明の接合装置４は、連続熱間圧延ラインの仕上圧延機６の入側で先行鋼片１ａの尾端と後行鋼片１ｂの先端の接合を行う（後述の図６を参照）。図１に示すように、接合装置４は、少なくとも、先行鋼片１ａの尾端と後行鋼片１ｂの先端の各接合面および上面に対して、段差部を付与する段差付与装置１５と、段差部が付与された面同士を非接触で対向配置した先行鋼片１ａの尾端と後行鋼片１ｂの先端を加熱する加熱装置７と、加熱された先行鋼片１ａの尾端と後行鋼片１ｂの先端を突き合わせて押圧し、接合する押圧装置８を有する。

図１に示す接合装置４の例では、連続熱間圧延ラインのクロップシャー（図６に示す符号３を参照）によって先尾端が切り落とされた先行鋼片１ａと後行鋼片１ｂは、せん断後から加熱装置７および押圧装置８に搬送されるまでの間に、段差付与装置１５内に備えた段差付与用クランプ１６および金型１７を用いて、各鋼片の接合面および上面の所定の領域に段差部を成形する。その後、段差部が成形された先行鋼片１ａと後行鋼片１ｂを、押圧装置８内に備えた左右の接合用クランプ１０ａ、１０ｂを用いて、各鋼片の切断面が互いに非接触で対向配置されるように保持する。左右の接合用クランプ１０ａ、１０ｂによって保持された鋼片の接合面は、加熱装置７で加熱された後、押圧装置８内に備えた押圧シリンダ９を用いて、左側の接合用クランプ１０ｂを右側の接合用クランプ１０ａ側に押して、接合面を突き合せることで押圧接合（アップセット接合）する。なお、以降の説明では、この左右の接合用クランプを、先行鋼片支持用クランプ１０ａ、後行鋼片支持用クランプ１０ｂと称することもある。

先行鋼片支持用クランプ１０ａは、先行鋼片１ａを鋼片厚み方向に挟圧支持して位置決めする上下一対の先行鋼片支持用ブロック１１ａを有する。後行鋼片支持用クランプ１０ｂは、後行鋼片１ｂを鋼片厚み方向に挟圧支持して位置決めする上下一対の後行鋼片支持用ブロック１１ｂを有する。

押圧シリンダ９により押される側のクランプは、押圧接合時に鋼片が上下方向にずれることを防止する目違い防止板１２、１３を有する。図１に示す例では、一対の後行鋼片支持用クランプ１０ｂが目違い防止板１２、１３を有し、目違い防止板１２、１３は後行鋼片支持用ブロック１１ｂにより連結される。目違い防止板１２、１３は、それぞれ、鋼片幅方向に複数の棒状部材を離隔して配列した櫛葉形状に形成される（後述する図３を参照）。目違い防止板の各棒状部材は、鋼片（先行鋼片１ａ、後行鋼片１ｂ）の接合部αの上部および下部において鋼片と接する。

なお、図示はしないが、押圧シリンダ９を先行鋼片支持用クランプ１０ａ側に設け、先行鋼片支持用クランプ１０ａを後行鋼片支持用クランプ１０ｂ側に押す構造とするときには、先行鋼片支持用クランプ１０ａが目違い防止板を有する。この場合、目違い防止板は、先行鋼片支持用ブロック１１ａに連結される。

次に、図２を用いて、本発明の接合装置４における段差付与装置１５を詳細に説明する。図２は、図１に示した段差付与装置１５を説明する概略図である。

上述のように、本発明の接合装置４における段差付与装置１５は、少なくとも段差付与用クランプ１６および金型１７を有する。図２に示す例では、連続熱間圧延ラインのクロップシャー（図６に示す符号３を参照）によりせん断された鋼片（先行鋼片１ａ、後行鋼片１ｂ）が、せん断後、接合装置４内の加熱装置７および押圧装置８に搬送されるまでの間に、段差付与用クランプ１６により鋼片厚み方向に挟圧支持され、金型１７の方向へ移動する。鋼片は、その端部を金型１７内に押圧することにより、鋼片の接合面および鋼片の上面に段差部１８を成形する。

なお、段差部の成形はこの方法に限定されない。例えば、金型１７に変えて研削機を設け、端面を研削して、鋼片の接合面および上面に段差部１８を成形する方法が挙げられる。

鋼片に成形される段差部１８は、後述する毛細管現象が得られる形状であればよい。例えば、段差部１８を構成する凹部と凸部の形状（凹凸形状）は、接合面を正面視した際に、四角形の場合、半円の場合、波状の場合などが挙げられる。段差部１８は、鋼片幅方向に複数成形することが好ましい。さらに段差部１８は、複数連続成形することが好ましい。例えば、図２に示すように、凹凸形状を２つ以上連続して成形する。

段差部１８は、接合面と該接合面に隣接する上面の一定の領域内に成形することが好ましい。例えば、鋼片板厚に対して１０〜４０％、また鋼片幅方向の中点を中心にして、鋼片幅方向に対して５０〜１００％の領域に成形することが好ましい。

図２に示す例では、ノロが毛細管現象により上面に移動させる効果を十分に得るために、凹凸形状の段差部１８を鋼片幅方向の一端から他端に連続して複数成形している。ここでは、凸部の幅をａ（ｍｍ）、凹部の幅をｂ（ｍｍ）、接合面における凸部および凹部の高低差をｃ（ｍｍ）、上面における凸部および凹部の高低差をｄ（ｍｍ）とする。図２に示すように、鋼片の幅が１０００ｍｍの先行鋼片１ａおよび後行鋼片１ｂに段差部１８を成形する場合には、凸部の幅ａは５〜５０ｍｍ以下とすることが望ましく、凹部の幅bは５〜３０ｍｍ以下とすることが望ましい。

また図２に示すように、鋼片長手方向における凹部の断面形状が三角形の場合には、接合面における凸部および凹部の高低差ｃ（板厚方向長さｃ）は、ノロを上面に移動させる効果を十分に得るために、板厚の１０％以上とすることが望ましい。一方、凹部が接合されずに接合強度を低下させることを防止するために、板厚の４０％以下とすることが望ましい。同様の理由で、上面における凸部および凹部の高低差ｄ（長手方向長さｄ）は、２０ｍｍ以上６００ｍｍ以下とすることが望ましい。

なお、鋼片長手方向における凹部の断面形状は、傾斜をつける等により、ノロを上面に移動させる効果を得られれば、三角形に限定されない。例えば、上記断面形状は四角形の場合でもよく、また、円などの曲線を含む形状でもよい。上述の板厚方向長さｃ、長手方向長さｄで規定される三角形を含む凹部の断面形状であることが望ましい。

次に、図３〜図５を用いて、本発明におけるノロの毛細管現象について説明する。図３は、図１に示した接合部αを含む周辺の領域の拡大図であり、図３には、図１に示す接合装置４の接合用クランプ（後行鋼片支持用クランプ１０ｂ）の目違い防止板１２、１３を示す。図４には、従来の接合装置による加熱時の溶鋼の残存状況を説明する図を示す。図５には、本発明の接合装置による加熱時の溶鋼の残存状況を説明する図を示す。なお、図４および図５は、図３に示した後行鋼片支持用クランプ１０ｂの周囲の拡大図である。

上述のように、接合用クランプで保持された先行鋼片１ａおよび後行鋼片１ｂの接合面は、加熱装置７で加熱された後、押圧装置８で接合面を突き合せることで押圧接合（アップセット）される。

図３に示す例では、後行鋼片支持用クランプ１０ｂ（図示せず）が後行鋼片支持用ブロック１１ｂに連結された目違い防止板１２、１３を有し、これにより鋼片（先行鋼片１ａ、後行鋼片１ｂ）を保持する。目違い防止板１２、１３は、接合される鋼片の接合部αの上部（Ｚ軸正方向側端部）および下部（Ｚ軸負方向側端部）で各鋼片１ａ、１ｂと接する。目違い防止板１２、１３は、鋼片幅方向（Ｙ軸正負方向）に複数の棒状部材を有するため、鋼片幅方向に、鋼片に接触していない部分（以下、目違い防止板凹部１２と称する場合もある。）と鋼片と接触している部分（以下、目違い防止板凸部１３と称する場合もある。）が交互に存在することとなる。

接合装置では、押圧接合時に鋼片の接合界面から排出される溶鋼の一部（ノロ１４）は、目違い防止板が鋼片に接触していない部分（目違い防止板凹部１２）に排出される。このとき、鋼片の接合部αの上面側に排出されるノロはそのまま鋼片の上側に付着するが、上側に付着したノロは、後の処理で切削装置（図６の符号５を参照）により除去されるため問題は無い。

しかし、上述のように鋼の融点よりも高い融点を有する酸化物を生成する成分を含む鋼板等を接合する場合、鋼片の接合部αの界面から有害な酸化物が排出されるため、接合部αの界面を鋼片の融点以上に加熱することになり、その結果、排出されるノロ１４の粘性は低くなる。図４に示す従来の接合装置では、一部のノロ１４が鋼片１ａ、１ｂの下側に垂れ落ち、その垂れ落ちたノロ１４が押圧接合時に作用する圧力によって飛散する。接合部αの下面側に飛散したノロ１４は鋼片に付着しないため、接合装置内の接合用クランプ（図３に示す例では後行鋼片支持用クランプ１０ｂ）の下部に堆積することになる。連続して接合を行う場合には、接合用クランプの下部に堆積したノロ１４が接合面に噛み込まれることにより、接合部αの強度を著しく低下させ、仕上げ圧延中に接合部で破断が発生するという問題が生じる。

そこで、本発明では、この問題を回避するために、アップセット前に、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端における接合面および上面に対して段差部を付与することが重要である。これにより、図５に示すように、接合部αの接合面に生じたノロ１４が鋼片１ａ、１ｂの下側に垂れ落ちずに、段差部１８を経由して毛細管現象により鋼片１ａ、１ｂの上面側に移動する。その結果、押圧接合時に接合面間から排出される溶鋼を、従来に比べて大幅に減少させることができる。なお、図５に示す例では、各鋼片の接合面と上面に、鋼片幅方向に連続した凹凸形状で、凹部の断面形状を三角形とする段差部１８を形成した。

鋼片１ａ、１ｂの上側に付着したノロ１４は、そのまま搬送されるため、接合装置４内の接合用クランプ（図３に示す例では後行鋼片支持用クランプ１０ｂ）の下部にはノロは残存しない。このように、本発明では、押圧接合時にノロが鋼片の接合面に噛み込まれるという問題を効果的に防止できる。

なお、先行鋼片１ａおよび後行鋼片１ｂの上面側に付着したノロ１４は、後述のように連続熱間圧延ラインの切削装置（図６の符号５を参照）で除去された後、仕上圧延機６へ挿入される。

次に、本発明の連続熱間圧延における鋼片の接合方法について説明する。なお、本発明の鋼片の接合方法は、上述した鋼片の接合装置４に好適に用いることができる。そのため、上述の説明と重複する内容については省略する。

本発明の連続熱間圧延における鋼片の接合方法は、連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端を接合する方法であり、段差付与工程と、加熱工程と、接合工程を有する。

段差付与工程では、段差付与装置１５により、先行鋼片１ａの尾端と後行鋼片１ｂの先端の各接合面および上面に対して、段差部１８を付与する。先行鋼片１ａおよび後行鋼片１ｂは、鋼片のせん断後、加熱工程および接合工程の前に、段差付与用クランプ１６により鋼片厚み方向に挟圧支持され、支持したまま金型１７の方向へ移動し、各鋼片の端部を金型１７内に押圧移動して、接合面および上面の所定の領域に段差部１８を成形する。段差部１８は、例えば段差部を構成する凹部凸部の段差形状が、四角形、半円、波状となるように形成される。

加熱工程では、加熱装置７により、段差部１８が付与された面同士を非接触で対向配置した先行鋼片１ａの尾端と後行鋼片１ｂの先端を加熱する。加熱条件は、特に限定されない。例えば、溶鋼の量を必要以上に増やさないためには、加熱時間は１２秒以内が好ましい。一方、接合部を十分加熱するためには、加熱時間は３秒以上とすることが好ましい。加熱装置７として誘導加熱装置を用いる場合には、接合部近傍の十分な範囲を加熱するため、加熱周波数を０．５〜５００ｋＨｚの範囲とすることが好ましい。投入電力としては、加熱時間を十分早くすることと、装置の実現性を鑑みると、６００〜１８０００ｋＷの範囲とすることが好ましい。

接合工程では、押圧装置８により、加熱された先行鋼片１ａの尾端と後行鋼片１ｂの先端を突き合わせて押圧し、接合する。押圧装置８内の左右の接合用クランプ１０ａ、１０ｂによって保持された各鋼片１ａ、１ｂは、その接合面を加熱装置７で加熱した後、押圧シリンダ９によって左側の接合用クランプ１０ｂを右側のクランプ１０ａ側に押圧し、接合面を突き合せて押圧接合（アップセット接合）する。

上記の方法は、鋼種によらず本発明の効果は得られる。先行鋼片１ａおよび後行鋼片１ｂのうちの少なくとも一方が鋼より高い融点の酸化物を生成する元素、例えばＣｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉ等を単独または２種以上の場合には合計で１質量％以上含む鋼種である場合に、特に有効な方法である。具体的には、質量％で、Ｃ：０．０３〜２．０％、Ｃｒ：０．０３〜３５．０％、Ｔｉ：０．０１〜０．５％、Ｍｎ：０．０３〜６．２％、Ａｌ：０．０１〜０．５％、Ｓｉ：０．０３〜４．０％、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有する鋼種である場合に、特に有効な手法である。

次に、図６を用いて、本発明の連続熱間圧延設備および連続熱間圧延方法について説明する。

図６には、連続熱間ラインのコイルボックス２から仕上圧延機６の第１スタンドまでの設備配列の概略を示す。なお、本発明の連続熱間圧延設備は、上述した本発明の鋼片の接合装置４を好適に用いることができるため、上述の説明と重複する内容については省略する。また、本発明の鋼片の接合方法と重複する内容についても省略する。

図６に示すように、連続熱間圧延設備は、少なくとも、紙面左側から順に、粗圧延機（図示せず）から出てきた鋼片を巻き取ったコイルボックス２、コイルボックス２から出された先行鋼片１ａの尾端および後行鋼片１ｂの先端を切断するクロップシャー３、先行鋼片１ａと後行鋼片１ｂに段差部を付与後に接合する接合装置４、接合後の鋼片の接合部αに付着している溶鋼の一部（ノロ）を除去する切削装置５、仕上圧延機６が配列される。なお、図６には仕上圧延機６として仕上圧延機の第１スタンドのみを示している。

本発明の連続熱間圧延方法では、接合装置４による上述した鋼片の接合方法を用いて先行鋼片１ａと後行鋼片１ｂを接合した後、接合した鋼片を熱間圧延する。

次に、本発明の熱延鋼板の製造装置および熱延鋼板の製造方法について説明する。

本発明の熱延鋼板の製造装置は、連続熱間圧延設備として上述した本発明の鋼片の接合装置４を有する装置である。また、本発明の熱延鋼板の製造方法は、上述の接合装置４による鋼片の接合方法を含む連続熱間圧延方法を用いて、熱延鋼板を製造する方法である。そのため、上述の説明と重複する内容については省略する。

以上説明したように、本発明によれば、連続熱間圧延において、鋼片の接合前に、先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端の各接合面および上面に対して段差部を付与することで、押圧接合時に接合面に生じた溶鋼の一部（ノロ）が毛細管現象により上面に移動することができる。その結果、押圧接合時に接合面間から排出される溶鋼を大幅に減少させ、接合後に接合装置内のクランプの下部に溶鋼（ノロ）が残存し、堆積することを防止する。これにより、接合界面にノロが噛みこまれることに起因する酸化スケールの介在を抑止し、鋼片接合部の強度を確保することができる。さらに、接合後の鋼片の圧延中に生じていた破断を確実に防止することが可能となる。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。

粗圧延後の寸法が板幅１１００〜１２００ｍｍ、厚み２５〜４５ｍｍからなる高張力鋼（この高張力鋼の成分組成は、質量％で、Ｓｉ：１．５％、Ｃ：０．１２％、Ｍｎ：２．７％、Ｃｒ：０．９％、Ｔｉ：０．０１％、Ａｌ：０．０１％、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼）の鋼片を、図６に示すような連続熱間圧延ラインで連続圧延を実施した。このとき、図１に示すような接合装置４内で、段差付与装置１５によって先行鋼片の後端および後行鋼片の先端に所定の段差部１８を成形した後、先行鋼片および後行鋼片の接合面を５ｍｍの間隔を隔てて対向配置した後、加熱装置７によって接合面を加熱し、押圧装置８によって押圧接合した。

加熱条件は、投入電力が１０００ｋＷ、加熱周波数が０．３〜１ｋＨｚ、加熱時間が６．０秒である。この加熱条件は、接合面の温度が対象鋼の融点以上となる条件であり、融点以上の温度となる領域は接合端面からの１２ｍｍの範囲となる。接合された鋼片は、切削装置５でノロを除去した後に仕上圧延機６において、板厚が２．０ｍｍになるまで熱間圧延を実施した。

なお、上述の段差部１８は、鋼片の接合面をクロップシャー３によりせん断後、加熱装置７および押圧装置８に搬送されるまでの間に、段差付与装置１５内の段差付与用クランプ１６および金型１７を用いて先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端の各接合面および上面に対して凹凸形状を鋼片幅全体に成形した。凹部の鋼片長手方向の断面形状は三角形である。本実施例では、凸部の幅ａ（ｍｍ）、凹部の幅b（ｍｍ）、接合面における凸部および凹部の高低差ｃ（凹部の断面形状の板厚方向長さｃ）（ｍｍ）、上面における凸部および凹部の高低差をｄ（凹部の断面形状の長手方向長さｄ）（ｍｍ）を、それぞれ変更して実験し、段差部の形状が接合性に及ぼす影響を調査した。

上記の基本条件のもと、１〜１０本の連続熱間圧延を行った。この時、仕上げ圧延後の接合部外観を表面検査計でモニタリングし、板幅に対して５０％以上の長さの割れの欠陥が生じていた場合には連続圧延を中止した。

連続圧延を４本以上行うことができたものについて、接合強度の低下を防止できたと判断し、合格（記号：○または◎）とした。このうち、連続圧延を１０本全てで行うことができたものを◎とした。一方、連続圧延が３本以下で割れが生じたものを不合格（記号：×）とした。

表１に段差部（凹凸形状）の有無および各寸法と、それぞれの条件で連続圧延が可能だった本数を示す。

表１より、従来技術に相当する段差部を付与しない場合（試験Ｎｏ．１）には、連続圧延の３本目において接合部に割れが発生していた。一方、段差部を付与した場合は、連続圧延を４本以上行うことができた。また、接合強度の評価結果も合格であった。

１ａ、１ｂ 鋼片
２ コイルボックス
３ クロップシャー
４ 接合装置
５ 切削装置
６ 仕上げ圧延機
７ 加熱装置
８ 押圧装置
９ 押圧シリンダ
１０ａ、１０ｂ 接合用クランプ
１１ａ 先行鋼片支持用ブロック
１１ｂ 後行鋼片支持用ブロック
１２ 目違い防止板凹部
１３ 目違い防止板凸部
１４ ノロ
１５ 段差付与装置
１６ 段差付与用クランプ
１７ 金型
１８ 段差部

Claims (8)

1. 連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端を接合する連続熱間圧延における鋼片の接合装置であって、
   前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端の各接合面および上面に対して、段差部を付与する段差付与装置と、
   前記段差部が付与された面同士を非接触で対向配置した前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端を加熱する加熱装置と、
   加熱された前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端を突き合わせて押圧し、接合する押圧装置を具備することを特徴とする連続熱間圧延における鋼片の接合装置。
2. 前記段差部は、凹凸形状であることを特徴とする請求項１に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合装置。
3. 連続熱間圧延ラインの仕上圧延機の入側で先行鋼片の尾端と後行鋼片の先端を接合する連続熱間圧延における鋼片の接合方法であって、
   段差付与装置により、前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端の各接合面および上面に対して、段差部を付与する段差付与工程と、
   加熱装置により、前記段差部が付与された面同士を非接触で対向配置した前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端を加熱する加熱工程と、
   押圧装置により、加熱された前記先行鋼片の尾端と前記後行鋼片の先端を突き合わせて押圧し、接合する接合工程を有することを特徴とする連続熱間圧延における鋼片の接合方法。
4. 前記段差部は、凹凸形状であることを特徴とする請求項３に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合方法。
5. 請求項１または２に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合装置を備えることを特徴とする連続熱間圧延設備。
6. 請求項３または４に記載の連続熱間圧延における鋼片の接合方法を用いて接合した鋼片を熱間圧延することを特徴とする連続熱間圧延方法。
7. 請求項５に記載の連続熱間圧延設備を備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置。
8. 請求項６に記載の連続熱間圧延方法を用いて熱延鋼板を製造することを特徴とする熱延鋼板の製造方法。