JP3124471B2

JP3124471B2 - 熱間粗バー接合供給材とその接合方法

Info

Publication number: JP3124471B2
Application number: JP07179672A
Authority: JP
Inventors: 隆彰中村; 誠治有墨
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 2001-01-15
Anticipated expiration: 2016-01-15
Also published as: JPH0910803A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延分野におい
て、熱間粗バーを数本から数十本をつなぎあわせて、仕
上げの熱間連続圧延を連続的に行うために供給される粗
バー接合供給材とその接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱延ラインでは、スラブを１本ず
つ加熱−粗圧延−仕上げ圧延を行っていたが、この方法
では、圧延される材料の先端・後端部分の熱延時の温度
制御や冷却制御が困難なため、材質不良や疵発生をおこ
し易く、歩留まりの低下を招いていた。そこで近年で
は、この問題の解決のため、仕上げ連続圧延の前で、粗
バーを接合し、数本から数十本をまとめて仕上げ圧延を
行う方式が採用されるようになってきた。

【０００３】このための粗バーの接合方法としては、各
種の提案がなされており、例えば、特開平４−２８８９
０６、特開平５−１０４１０７では両端部を接触させ、
断面は幅両端部より幅中央部が厚くなるバー端面形状を
圧延する方法を提案している。また、特公平５−６２０
３５では、長手方向で先行圧延材の後端部と後行圧延材
の先端部を重ね合わせて切断するため、厚み方向で全面
接触する方法を提案し、特公平４−６４４１では端面を
プレスによって薄くすることで、接合厚を減らす試みが
なされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】粗バーの接合（以下予
備接合とする）で重要な点は、接合部分が、仕上げ圧延
から巻き取るまでの間で破断を起こさないことである。
ここではスタンド間、コイラーまでの間で張力が設定さ
れるため、接合部は圧延を繰り返しながらも、張力以上
の接合部強度を確保する必要がある。設定される最大張
力はミルにより、異なるが２〜４ｋｇｆ／ｍｍ² 程度、
また、１１００℃程度の鋼材の熱間引張強度は、引張速
度によって異なるが４〜８ｋｇｆ／ｍｍ² 程度であり、
概算検討では、断面の１／２程度の接合が必要となる。
しかし、接合面積が大きいと予備接合に時間がかかり、
鋼材の温度低下を招き、接合されて破断を起こさなかっ
たとしてもＡｒ₃ 変態点以下の圧延になるため、表層に
粗大粒が発生して加工性に悪影響を及ぼす。このため、
予備接合後の圧延によって、界面の接合部を増加する方
法が検討されている。

【０００５】しかし、上記の方法では、初期圧延におい
て接触面の押しつけ力が小さく、圧着力が不十分で接合
不良が発生するため、予備接合としての接合エネルギー
を増大させるか、押しつけ力を増大させる必要があり、
エネルギー効率が非常に悪い。また、特公平４−６４４
１で示される如く、プレスによって厚みを減少させる
と、両断面が膨れるためそのまま突き合わせると、接合
面積が小さくなり過ぎるため、結局、さらにシャーで切
断する必要が生じ、端面温度が低下してしまう。また、
プレス成形では、温度低下防止のため極力圧延材との接
触面を減らす必要があり、ポンチ径は小さくなる。この
ため、圧延材とポンチの接点部分が鋼材中に入り込んで
疵の原因となる。本発明は上記の問題を解決し、初期圧
延による圧着を十分に活用するための粗バー端面の形状
およびその接合方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨とするところは、連続化を行う熱延ライ
ンのバー接合に供する、粗バー厚（ｔ）の、接合する断
面の上部または下部を開口状態にし、開口長さ（Ｗ）
と、開口部の接触部までの深さ（ａ）との間に、ａ≦Ｗ
≦１０ａの関係を持たせるか、もしくは接合する断面の
上部および下部を開口状態にし、上部開口長さ（Ｗ₁ ）
および下部開口長さ（Ｗ₂ ）と、上部の開口部の接触部
までの深さ（ａ₁ ）および下部の開口長さ（ａ₂ ）との
間に、ａ₁≦Ｗ₁ ≦１０ａ₁ かつ、ａ₂ ≦Ｗ₂ ≦１０ａ₂
の関係を持たせ、かつ対面する先行／後行材の隙間を
２ｍｍ以内とし、バー断面接触部が粗バーの全断面積
（粗バー厚×材料幅）の４０〜８０％を占める粗バーの
端面形状にあり、その接合方法として予備接合後、最初
の圧延における圧下量を（ａ）または（ａ₁ ＋ａ₂ ）以
上とすることにある。

【０００７】

【作用】図１に、本発明形状を有する先行バーと後行バ
ーの接触状態の一例を示す。また、図２〜４は開口部が
存在する断面の接合状態、図５は開口部がない、従来の
接合状態を示す。図２〜４に示す本発明の断面形状で
は、開口部が存在するために接触界面が少なく、押しつ
け力が集中するため部分的な結合力が高くなると同時
に、接合に必要とするエネルギーは小さい。また、開口
部圧延時に界面が受ける実質圧下率は小さくなるため初
期圧延後の溶接部の残存率は高く、高い接合部強度の保
持が可能である。

【０００８】開口の長さＷは、圧延時のロールバイト下
での圧接および接合面積に影響する。本発明者らの調査
によると、Ｗが開口部深さａより小さいと、図６に示す
ように圧延前のバー図６（ａ）が、圧延後図６（ｂ）で
は開口部が鋼材中に押し込まれてしまうため、生成した
スケールによって界面の結合力が低下し、接合強度が低
下する。また、Ｗが１０ａを越えた場合、圧延によって
界面を押しつける余肉がないため、界面への圧縮力が低
下して結合力低下が起こる。

【０００９】両端面接触部の隙間は２ｍｍ以内にする必
要がある。通常、接合前の鋼材の端面は、ミクロな凹凸
があるため押しつけ力が働いた場合、部分的接触しても
全面で接触することは難しい。少量の隙間で有れば、溶
接の溶け込みによって埋めることが可能である。しか
し、２ｍｍ以上では隙間から溶け落ちて材料の下部にあ
る設備を傷つけるばかりでなく、接合後の界面に凝固後
に巣が発生して界面接合強度は低下してしまう。

【００１０】この時の接触部割合は、バー厚（ｔ）から
上下の開口深さ（ａ）または（ａ₁＋ａ₂ ）を差し引い
た値の、バー厚（ｔ）に対する割合である。これが小さ
いほど押しつけ力が大きく働くようになり、８０％以下
で有効な結合力が得られる。この結合力は、圧延時のロ
ールバイト内で発生する。従って押しつけ力が発生する
ためには、圧下量が少なくとも開先深さ以上である必要
がある。１パスの圧下率は、通常６０％以内が限度であ
り、これより高いと圧延時の負荷が大きくなり、圧延機
の破損を招くことになる。従って接触部の下限は４０％
としている。

【００１１】本発明の端面形状の加工法は、どのような
方法でも良いが、温度低下は防止せねばならないため、
溶断で加工したり、短時間で形状を造るため、シャー切
断時のシャーの刃先角度、およびクリアランスの調整、
鋼材の通板速度を調整することで所定断面にすることが
望ましい。通常ままのシャー切断によって、破断部の先
端が鋭角になったり、垂直面になってしまっては効果が
ない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。表１に示す成分を有するスラブを用い、７スタンド
のタンデム圧延機を用いて、バー接合の実験を行った。
この実施例を表２に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】Ｎｏ．１，２は、開先がない状態で破断状
態を調べた。予備接合率が５５％で破断はなくなった
が、接合に時間がかかるため、圧下開始温度が低下し、
圧延された材料の表面には粗大粒が発生してしまった。
Ｎｏ．３，６は、粗バーの上面、下面部に開口部が存在
し、予備接合率は３５％以下になって、接合時間の短縮
にともない圧延温度は十分高温を保っている。また、本
発明条件を満足しているため、いずれも接合部強度は十
分で、破断、粗大粒ともに発生しなかった。

【００１６】Ｎｏ．４は、開口深さに対する開口長が小
さいため、図６に示すような状態となり、接合部強度が
低く破断に至った。また、Ｎｏ．５は開口長が長すぎる
ため、接合界面への圧縮力が小さくなり、破断した。Ｎ
ｏ．９〜１４は、開口部が上／下面ともにある場合の例
である。Ｎｏ．９，１０，１１，１４のように、鋼種が
変わった場合でも本発明範囲の条件を満たせば破断の発
生はないが、Ｎｏ．１２，１３のように開口長条件が外
れると破断にいたることが分かる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、粗バー
を効果的に接合することができ、接合強度が増加して接
合部の破断なく完全連続圧延が可能である。従って、予
備接合率が低下でき、接合に必要なエネルギーを低く抑
えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】開口部が存在する粗バーの接触例を示す図

【図２】上面開口例を示す図

【図３】下面開口例を示す図

【図４】上下面開口した断面を示した図

【図５】従来の開口がない状態の断面を示した図

【図６】開口長Ｗが深さａより小さい材料を圧延した例
を示した図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−24201（ＪＰ，Ａ) 特開平４−89111（ＪＰ，Ａ) 特開平５−104107（ＪＰ，Ａ) 特公平４−6441（ＪＰ，Ｂ２) 国際公開94／16838（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 1/00 - 11/00 B21B 15/00 B23K 20/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】連続化を行う熱延ラインのバー接合に供
する、粗バー厚（ｔ）の、接合する断面の上部または下
部を開口状態にし、開口長さ（Ｗ）と、開口部の接触部
までの深さ（ａ）との間に、ａ≦Ｗ≦１０ａの関係を持ち、かつ対面する先行／後行材の隙間を２ｍ
ｍ以内とし、バー断面接触部が粗バーの全断面積（粗バ
ー厚×材料幅）の４０〜８０％を占める端面形状を有す
ることを特徴とする熱間粗バー接合供給材。
【請求項２】接合する断面の上部および下部を開口状
態にし、上部開口長さ（Ｗ₁ ）および下部開口長さ（Ｗ
₂ ）と、上部の開口部の接触部までの深さ（ａ₁ ）およ
び下部の開口長さ（ａ₂ ）との間に、ａ₁ ≦Ｗ₁ ≦１０ａ₁ かつ、ａ₂ ≦Ｗ₂ ≦１０ａ₂ の関係を持つことを特徴とする請求項１記載の熱間粗バ
ー接合供給材。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の熱間粗
バー接合供給材を予備接合後、最初の圧延における圧下
量を（ａ）または（ａ₁ ＋ａ₂ ）以上とすることを特徴
とする熱間粗バーの接合方法。