JP3261039B2

JP3261039B2 - 連続熱間圧延における金属片の接合方法および装置

Info

Publication number: JP3261039B2
Application number: JP09085296A
Authority: JP
Inventors: 裕隆狩野; 克浩竹林; 良清玉井; 敏夫今江; 邦夫磯邉; 英幸二階堂; 茂磯山; 和夫森本; 邦雄宮本; 彰夫黒田
Original assignee: JFE Steel Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 2002-02-25
Anticipated expiration: 2016-04-12
Also published as: JPH09141305A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シートバー、ス
ラブ、ビレットまたはブルーム等の金属片を数本から数
十本にわたり連続して熱間圧延するのに適した金属片の
接合方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼やアルミニウムあるいは銅等の
金属片を使用した熱間圧延ラインでは、圧延すべき鋼片
を一本毎に加熱、粗圧延、仕上げ圧延して所定の厚さに
なる板材に仕上げていたが、このような圧延方式は、仕
上げ圧延での、圧延素材の噛み込み不良によるラインの
停止が避けられず、また、該素材の先端部および後端部
の形状不良に起因した歩留り低下も著しい不利があっ
た。

【０００３】このため、最近では図１に示すような設備
を用い、仕上げ圧延に先立って圧延すべき金属片をその
先端、後端でつなぎ合わせ熱間圧延ラインに連続的に供
給して圧延を行うようにした、いわゆるエンドレス圧延
が実施されるようになってきており、この点に関する文
献としては、例えば、特開昭57−109504号公報、特開昭
57−137008号公報、特開昭62−234679号等が参照され
る。

【０００４】エンドレス圧延を実施するに当たっては、
粗圧延機１を経て巻き取られた金属片Ｓ₁，Ｓ₂を巻戻
し機２により随時巻き戻していくとともに、金属片
Ｓ₁，Ｓ ₂のそれぞれの端部を切断装置３（ドラムシャ
ー等）にて切断し、次いで、先行金属片Ｓ₁の後端と後
行金属片Ｓ₂の先端とを微小なギャップを開けて配置さ
れるよう搬送しながら、その近傍域を、金属片とともに
移動できる接合装置４のクランプ５ａ，５b にて板厚方
向において挟圧支持し、その状態で接合予定部の直上と
直下の少なくとも一方に位置させた誘導加熱用のインダ
クター６にて誘導加熱しながら、または、誘導加熱した
のち、押圧手段（図示はしないがクランプ５ａ，５b を
相互に近接するように移動させることができる）にて両
金属片を相互に移動、押圧して接合し、さらにスケール
ブレーカ７を経て仕上げ圧延機８（F₁,F₂,F₃---)に導き
所定の厚さになる板材に仕上げるのを通例としていた。

【０００５】ところで、このような工程を経る金属片の
熱間圧延においては、金属片の突き合わせに際して高い
精度 (上下あるいは左右の位置ずれはないほうがよい)
が要求されるところ、金属片の切断に際しては作業効率
の改善を図る点からドラムシャー等のクロップシャーが
使用されていたため、その端部が図２に示すように上あ
るいは下に反り、金属片の接合時に図３ａ, ｂに示すよ
うに板厚方向における実質的な接合面積が減少する、い
わゆる目違いが生じ、接合工程に続く仕上げ圧延過程で
接合部が図４に示すように母材へ倒れ込み、これが圧延
中における板の破断原因になっていた。

【０００６】仕上げ圧延中における板の破断を回避する
ことについては、先行金属片Ｓ₁の後端から後行金属片
Ｓ₂の先端に至るまでの領域を図５に示すような挟持部
ｅ₁, ｅ₂を有するクランプ５ａによって挟圧時する提
案 (PCT/JP94/00968号, 国際公開WO94/29040号公報参
照) がなされていて、これによって金属片の切断時に生
じた反りに由来した上下のずれ (目違い) を著しく減少
することができるようになってきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
式は挟圧支持の際に、金属片の端部の切断によって生じ
た反りを矯正する際に負荷がかかるため図６に示すよう
に、挟持部ならびにクランプ部が弾性変形するのが避け
られず、目違いを完全になくすまでには至っておらず、
とくに、仕上げ板厚が薄いものを対象とする場合におい
ては、圧延中における板の破断がしばしば発生している
のが現状であった。ちなみに、仕上圧延時の板破断を防
止するために許容される接合後の目違い量ｄ (図３ｂ参
照) は、仕上厚によっても異なるが、仕上板厚が1.5 mm
程度で板厚の約10％以下、1.0 mm程度で板厚の約５％以
下とすることが望ましい。

【０００８】この発明の目的は、上述のような従来の問
題を解決し得る接合方法およびその装置を提案するとこ
ろにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、先行金属片
の後端部と後行金属片の先端部をそれぞれ切断し、次い
で、金属片を上下に挟むクランプ部とこのクランプ部に
つながり金属片の端部へ向けて延びる上下で一対になる
挟持部にて各金属片の先端部、後端部をそれぞれ厚さ方
向に挟圧支持したのち加熱、ライン方向に沿って相互に
押圧して接合するに当たり、挟持部の上下間隔を調整す
ることを特徴とする連続熱間圧延における金属片の接合
方法である。

【００１０】上記の方法において、挟持部の上下間隔
は、金属片の端部における反り量から挟持部における挟
圧荷重を求め、この荷重に基づいて、あるいは金属片の
挟圧支持下において挟持部に作用する挟圧荷重を検出
し、この荷重に基づいて調整する。

【００１１】また、この発明は、先行金属片の後端部と
後行金属片の先端部をそれぞれ切断し、次いで、金属片
を上下に挟むクランプ部とこのクランプ部につながり金
属片の端部へ向けて延びる上下で一対になる挟持部にて
各金属片の先端部、後端部をそれぞれ厚さ方向に挟圧支
持したのち加熱、ライン方向に沿って相互に押圧して接
合するに当たり、クランプ部が受ける荷重による挟持部
の上下間隔の変化量、金属片の端部における挟持部の上
下間隔の変化量および金属片の押圧の際にクランプ部が
受ける荷重による挟持部の上下間隔の変化量を考慮に入
れて挟持部の上下間隔を調整することを特徴とする連続
熱間圧延における金属片の接合方法である。

【００１２】この発明では、クランプ部におけるクラン
プ力と先行金属片および後行金属片の幅寸法の設定値ま
たは検出値から挟持部の上下間隔の増加量を予測しこの
予測した値に基づいて上下間隔を調整することができる
が、金属片を押圧する際の押圧力と先行金属片および後
行金属片の幅寸法の設定値または検出値から金属片の挟
持部の上下間隔の増加量を予測して調整するようにして
もよい。また、この発明においては、先行金属片の後端
と後行金属片の先端をそれぞれ切断した後、各金属片の
反り量を検出し、この反り量からこれを矯正するのに必
要な荷重を予測し、この予測値から挟持部の上下間隔を
予測して調整するか、あるいは、挟持部に発生する荷重
または開度の増加量を検出しこの荷重または開度の変化
量から挟持部の上下間隔の増加量を把握し、これに基づ
いて挟持部の上下間隔を調整することもできる。

【００１３】さらに、この発明は、金属片の端部を加
熱、昇温する加熱手段と、先行金属片および後行金属
片をそれぞれそれらの端部域近傍において厚さ方向に挟
む上下で一対になる少なくとも二組のクランプ部と、先
行金属片および後行金属片の少なくとも一方を他方へ向
けて移動、押圧する押圧手段を備え、前記各クランプ部
部はそれぞれ金属片の端部へ向けて突出した挟持部を有
し、この挟持部は、上下における挟持部相互の間隔を調
整する位置変更手段を有する、ことを特徴とする金属片
の接合装置であり、この装置において挟持部は金属片の
幅方向に沿って分割され、それぞれ独立して上下の間隔
を調整できる複数のブロックからなるものとするのがと
くに有利に適合する。

【００１４】上記の構成になる接合装置において、加熱
手段としては、金属片をその厚さ方向において挟む一対
の磁極を有する誘導加熱用のインダクター（鉄心＋コイ
ル）や、フラッシュバット溶接は直接通電加熱、ガスバ
ーナーあるいはレーザーが適用できる。また、押圧手段
としては、クランプ部に連結した液圧シリンダ（油圧シ
リンダ）やリンク機構を用いることができる。

【００１５】位置変更手段としては、挟持部をクランプ
部に対して揺動可能に連結する連結具 (枢支ピン等) と
液圧シリンダとの組み合わせからなるもの、あるいは挟
持部を上下に昇降移動させるガイドとこのガイドに沿っ
て挟持部を移動させる液圧シリンダからなるものが適用
できる。

【００１６】図７(a),(b) は、この発明に用いて好適な
接合装置の要部の具体的構成の一例を示したものであ
る。図における番号９は金属片Ｓ₁，Ｓ₂の端部をそれ
ぞれ加熱，昇温するインダクター、10ａ，10ｂ，11ａ，
11ｂは金属片Ｓ₁，Ｓ₂の端部近傍域において厚さ方向
に挟む上下で一対になるクランプ部であって、このクラ
ンプ部10ａ，10ｂ，11ａ，11ｂは金属片Ｓ₁，Ｓ₂の端
部へ向けて突出した挟持部Ｋ₁，Ｋ₂、Ｋ₃，Ｋ₄（ｐ
は絶縁材）を有し、このうち挟持部Ｋ₁，Ｋ₂はこの例
では金属片Ｓ₁，Ｓ₂の相互に跨がって接触する長さを
有し、かつ、上下における相互間隔Ｓ_cを (Ｓ_c−δ
Ｓ) の如く調整して、挟圧荷重が作用したときには上下
における相互間隔をＳ_cとする、位置変更手段12を備え
る。

【００１７】巻戻し機２によって巻き戻され、金属片の
端部について切断加工を終えたのちは金属片の搬送に合
わせて移動する接合装置４のクランプ部10ａ，10ｂ，11
ａ，11ｂにて金属片Ｓ₁，Ｓ₂の端部を挟圧支持（位置
決めに際しては両金属片の相互間に数mm〜数cmのギャッ
プを形成する）して位置決めし、次いでインダクター９
に高周波電流を流して加熱、昇温、さらに押圧工程を経
て接合するわけであるが、金属片Ｓ₁，Ｓ₂の位置決め
に際してはクランプ部10ａ〜11ｂによって単に挟圧支持
しただけではクランプ部や挟持部の弾性変形等により切
断加工を受けた際に発生した反りを完全に解消すること
ができない。このため、この発明では、クランプ部10ａ
〜11ｂによる挟圧支持に先立ち、例えば位置変更手段12
のライナー12ａの厚さ調整により挟持部Ｋ₁，Ｋ₂の少
なくとも一方を傾動させてその相互間隔を変更 (クラン
プ部や挟持部が弾性変形する分だけ相互間隔を狭める)
しておき金属片の端部における反りをなくすようにす
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】この発明においては、先行金属片
の後端と後行金属片の先端をそれぞれ間隔Ｓ _cにして挟
圧支持するに際して金属片の反りを矯正するための挟圧
荷重を作用させたときのクランプ部や挟持部の弾性変形
する分だけ挟持部の相互間隔をδＳだけ狭めておくが、
ここに、δＳを以下開度調整量と呼ぶこととして、例え
ば挟持部Ｋ₁, Ｋ₂にかかる荷重Ｗと挟持部Ｋ₁, Ｋ₂
におけるδＳとの間に、比例の関係があれば、開度調整
量δＳは下式で求めることができる。

【００１９】δＳ＝Ｗ／Ｍ ---(1) Ｍ：比例定数

【００２０】また、単位幅あたりの挟圧荷重をＷ_f、幅
寸法がＢになる板材を対象とした場合には下記式にてδ
Ｓを求めることができる。

【００２１】δＳ＝Ｗ_f・Ｂ／Ｍ ---(2)

【００２２】このように開き量 (相互間隔) を減少せし
めておくことにより、挟圧荷重が作用した時に挟持部Ｋ
₁, Ｋ₂の相互間隔とクランプ部10ａ, 10ｂの相互間隔
が等しくなり、圧延中における板材の破断原因となる目
違いは抑制される。

【００２３】上掲図７に示した例では挟持部Ｋ₁, Ｋ₂
を先行金属片Ｓ₁から後行金属片Ｓ ₂へ跨がる長さを有
するものとしてこれらの挟持部Ｋ₁, Ｋ₂をクランプ部
10ａ, 10ｂに対して傾動させることにより間隔Ｓ_cを調
整するようにしたが、挟持部Ｋ₁〜Ｋ₄がそれぞれ同等
な長さを有するものとし図８に示すように各金属片毎に
挟圧支持する場合にはＫ₃, Ｋ₄にも同等の位置変更手
段12を配置する。

【００２４】挟持部Ｋ₁, Ｋ₂あるいはＫ₃,Ｋ₄の相互
間隔を調整する上掲図７に示したような構成になる位置
変更手段12は図９〜図11に示すようなものであってもよ
い。

【００２５】図９はクランプ部の本体に上下に延びるガ
イドとしてのレール (図示せず) を備えたプレート12ｂ
を設け、このプレート12ｂのレールに挟持部を走行可能
に取り付けてプレート12ｂと挟持部との間にライナー12
ａを挿入することによって上下における挟持部の相互間
隔を調整する構造のものであり、図10は上掲図９におい
てライナー12ａのかわりに液圧シリンダの如き開度調節
器12ｃを設け、この開度調節器12ｃによって挟持部を上
下に移動させて相互間隔を調整する構造のものであり、
さらに図11はプレート12ｂと挟持部の一端を枢支ピン12
ｄを介して揺動可能に連結し開度調節器12ｃによって挟
持部を揺動させることによって相互間隔を調整する構造
のもっであって、いずれの位置変更手段12においてもほ
ぼ同様の効果を得ることができ、この発明はこれらの例
にのみ限定されるものではない。

【００２６】クランプ部に関してはその構造によっても
異なるが、板幅方向における開度の変化量が異なる場合
にはそれに対応した構造としておくのが望ましい。

【００２７】図７〜図９に示したようなライナー12ａを
挿入する構造の位置変更手段12を備えた接合装置におい
ては、各種板材のサイズ (板厚) に対応した間隔調整を
行うことができないため、製造する範囲においてとくに
目違いが問題となる板材の挟圧荷重に対応するように予
め設定しておくのがよい。

【００２８】すなわち、仕上圧延において最も接合部の
強度が要求される板材は一般に狭幅の薄物材であるが、
このような材料に対して完全に矯正し得るように開度
(挟持部の間隔) を調整しておく。

【００２９】ところで、上記のように挟圧荷重を予め設
定しておくとそれよりも大きい荷重を必要とする場合、
すなわち金属片の幅が広い場合や、金属片の板厚が厚い
方に変動する場合、さらには金属片の反りが大きい方に
変動する場合には目違いが発生することになる。これら
すべてについて目違いを防止するためには、挟持部の開
度を製造範囲のうちから最大の荷重Ｗ_maxを必要とする
金属片についての開度δＳ_maxにしておいて、全ての金
属片について挟圧荷重がＷ_maxとなるように挟圧すれば
よい。この場合には挟持部は全ての金属片に対しても、
常に最大の挟圧荷重Ｗ_maxが作用し、最大の開度δＳ
_maxとなるため、挟持部は十分な疲労強度を必要とする
ことになる。とくに高周波加熱によって金属片を加熱す
る際には加熱装置間の寸法は極力短縮することが望まし
く、挟持部の寸法も制約を受けることになる。

【００３０】このような場合には図10, 図11に示すよう
な構造になる位置変更手段12を備えた接合装置を適用す
るのが望ましいことになる。

【００３１】反りを生じたシートバーの如き金属片の挟
圧荷重は板幅や板厚以外にも、図12に示す反り量ｄおよ
び曲率半径ｒによっても変動するものであり、とくに先
端の曲率半径の違いによっては図13に示すように端部の
反りを矯正するのに必要な挟圧荷重は大きく変動するこ
とになる。

【００３２】金属片の板幅および板厚は粗圧延実績によ
って把握可能であるが、端部の切断による反り量および
曲率半径は切断装置の刃のクリアランスや金属片の搬送
速度と圧延過程の板材の速度に差がある場合においても
変化する。

【００３３】そこで、より具体的には図14に示すように
切断装置３の出側に検出器13を設置し、この検出器 (距
離計等) 13によって検出された値から導き出される反り
量および曲率半径と板幅および板厚とから演算器14によ
り挟圧荷重を算出し、その荷重に対する挟持部の間隔
(開度) の増加量を推定し、それを補償すべく位置変更
手段12における開度調節器12ｃを作動させて挟持部の開
度を狭く調整する。開度調節器12ｃは例えば油圧シリン
ダーと油柱を測るスケールで構成する。

【００３４】また、図15に示すように、開度調節器12ｃ
と挟持部との間に荷重検出器15を配置し、金属片の挟圧
支持を行うと同時に、挟圧荷重を検出しその際の挟圧荷
重値に対する挟持部の開度の増加量を演算器16により推
定し、その量だけ開度調節器12ｃにより開度を狭く調整
することによっても目違いを抑制することができる。ま
た図14で示したような検出器13と演算器14を設置し図15
に示すような構成にして適正な挟圧荷重となるように調
整することによっても目違いを抑制することができる。

【００３５】なお、上記挟圧荷重および挟持部における
上下の開度の推定に誤差があると目違いを防止すること
ができないため、金属片の接合後に目違い量を検出し、
予測演算の修正を行うことが望ましい。

【００３６】さて、上述したような金属片の接合方式に
おいては、クランプの構造にもよるけれども、図16に示
すようにクランプ力Ｐ_cの作用点の位置とクランプ部が
鋼片から受ける力Ｗ_cの作用点とが金属片の長手方向に
おいてずれている場合、該挟持部ｋ₁，ｋ₂には金属片
を挟圧支持する際にモーメントを生じるし、金属片の押
圧度合いによっても影響を受け、その上下間隔が変動し
ないとは言えない。

【００３７】このような問題に対処するには、図17(a)
に示すように挟持部に加わる荷重Ｗ ₁（金属片の反りの
矯正荷重Ｐ₁）、クランプ部に加わる力Ｗ_cおよび押圧
力Ｗ _Uの影響分だけ挟持部の上下間隔を調整する。すな
わち、クランプ部が受ける荷重による挟持部の上下間隔
の変化量と、金属片の端部から挟持部が受ける力による
挟持部の上下間隔の変化量および金属片の押圧の際にク
ランプ部が受ける荷重による挟持部の上下間隔の変化量
を考慮に入れ、これらの変化量に相当する量だけ挟持部
の上下間隔を調整する。

【００３８】ここに、例えば、挟持部にかかる荷重
Ｗ₁、クランプ力Ｗ_c、押圧力Ｗ_Uと挟持部の上下間隔
の変化量（開き量）ΔＳ₁との間に、 ΔＳ₁＝ｋ₁* Ｗ₁＋ｋ_c* Ｗ_c＋ｋ_U* Ｗ_U --- (3) の関係があるとすれば、単位幅当たり矯正荷重ｐ_f、幅
Ｂの金属片に関しては、 ΔＳ₁＝ｋ₁* ｐ_f* Ｂ＋ｋ_c* Ｗ_c＋ｋ_U* Ｗ_U--- (4) で得られる開き量だけ上下間隔を減少させる。これによ
って挟持部の上下間隔とクランプ部の開度が同一とな
り、図17(b) に示す如く接合部における目違いは極めて
軽減されたものとなる。

【００３９】挟持部Ｋ₁〜Ｋ₄を構成する素材としては
ＳＵＳ304 やチタン、タングステン等が適用できる。

【００４０】金属片の加熱に際してインダクターを用い
る誘導加熱方式を採用する場合においては、両金属片に
跨がって挟圧支持すると挟持部を通して金属片の相互間
に誘導電流が流れて金属片の端部を効果的に加熱、昇温
することができない事態も想定されるので、挟持部Ｋ₁
〜Ｋ₄と金属片Ｓ₁, Ｓ₂との間には絶縁材ｐを設置す
ることが肝要である。

【００４１】絶縁材としては金属片の温度が高くなり一
部溶融したものも存在するので耐熱性、耐熱衝撃性、熱
間強度を有するセラミックス等 (窒化けい素等) を用い
るのが好適である。

【００４２】挟持部Ｋ₁〜Ｋ₄の平面形状は、金属片の
幅方向に沿って間隔をおいて櫛歯状に切り欠いた切り欠
部を形成した構造とするのが好ましい。というのは、金
属片の幅方向の全域にわたって拘束するようにしても同
様の効果を得ることはできるが、とくに加熱装置として
誘導加熱を行うインダクターを用いる場合には、この挟
持部に誘導電流が流れ金属片とともに加熱されてしま
い、加熱効率が低下するだけでなく、挟持部が破損した
り金属片に溶着してしまう等のおそれがあるからであ
る。

【００４３】挟持部として櫛歯状に切り欠いた切り欠部
を有するものを使用する場合においては誘導加熱の際に
電流が全く流れないことはないが、その電流は櫛歯内に
おいて周回電流となって互いに干渉して打ち消し合い電
流密度が小さくなるのでジュール熱の発生も微小で加熱
度合いも小さくなり加熱効率を向上させるのに有利にな
る。

【００４４】図７に示す構造において、挟持部Ｋ₃, Ｋ
₄についてはインダクター９の磁極から幾分離れている
ので、誘導加熱による影響はさほどでもなく、このよう
な挟持部については切り欠部を設けなくてもよいが、イ
ンダクターによる磁束が挟持部だけでなくクランプ部に
も及ぶような場合にはクランプ部にまで至るような切り
欠部を形成するのが好ましい。

【００４５】また、図18に図３(a) のＡ−Ａ断面を示し
た如く、金属片の配置位置あるいはクランプ力の加わり
方によっては金属片の幅方向においても上下間隔が変動
する場合も考えられ、このような場合には挟持部を金属
片の幅方向に沿って分割し、それぞれ独立して相互間隔
を調整できる複数のブロックに構成して上下間隔の調整
を行えばよい。

【００４６】この場合、クランプ力と挟持部の間隔変化
量の関係を予め求めておき、実際のクランプ力に合わせ
て幅方向の上下間隔を調整する。

【００４７】挟持部の幅方向における上下間隔の変化量
とクランプ力との関係は金属片の幅寸法によって変化す
るが、これは、金属片の幅によってクランプへの荷重分
布が異なってくるためである。したがって、金属片の幅
寸法に応じた間隔調整を行うことが肝要である。

【００４８】ただし、挟持部の上下間隔をオンラインで
調整できないときは、各ブロックの上下間隔を反りの矯
正が行える最適な間隔にはできないが、それぞれのブロ
ックが矯正荷重の適正範囲に納まるように間隔を調整す
るのが望ましい。また、押圧力に対しても、クランプ力
の場合と同様に金属片の幅方向の上下間隔の違いを考慮
に入れて間隔調整を行うことが望ましい。

【００４９】

【実施例】図１のような配列になる熱間圧延設備を使用
して次の要領で連続熱間圧延を実施した。

【００５０】比較例先行金属片、後行金属片として共に幅：1600mm、厚み：
30mmのシートバー（鋼種：低炭素鋼）を用いた。そし
て、まず、先行シートバーの後端部および後行シートバ
ーの先端部を切断装置にて切断した。切断後のシートバ
ー形状は図12に示すように先行シートバーは下反り、後
行シートバーは上反りの状態であり、先行シートバーの
後端における剪断面近傍の反り曲率半径ｒは約2000mm、
反り量ｄが約30mm、反り長さＬが約400 mm程度であっ
た。また、後行シートバーの先端における曲率半径ｒは
約1000mm、反り量ｄが約50mm、反り長さＬは約600 mm程
度であった。

【００５１】次に、先行シートバーの後端および後行シ
ートバーの先端を接合装置の所定位置に一致させ、図５
に示した従来法のクランプ部にて挟圧支持し、その状態
で高周波誘導加熱によりシートバーを10秒間加熱し、端
面を溶融させた後に押圧処理を施して両シートバーを接
合した。この時、挟持部にかかった荷重は約40ton ｆで
あり、挟持部の間隔は約2.5 mm程度クランプ部の上下相
互間隔よりも増加し、接合終了後の接合部には間隔の増
加とほぼ等しい約2.5 mmの目違いが生じていた。

【００５２】その後、接合されたシートバーに仕上げ圧
延を施して厚さ1.2 〜５mmの熱延板に仕上げた。スタン
ド間の張力の設定値は前段で0.5 〜１kgf ／mm²、後段
で１〜1.5 kgf ／mm²とした。その結果、仕上板厚が1.
5 mm以下では仕上後段のスタンド間で接合部における板
破断が多発し、とくにに1.2 mm厚では通板可能率は95％
を下回る結果となった。

【００５３】実施例１まず、上掲図７に示した構成になる接合装置を図１の圧
延設備に配置して比較例と同等のサイズになるシートバ
ーを接合すべく、挟持部における上下間隔（開度）をク
ランプ部の間隔に対し開度調整量としてδＳだけ狭く設
定した。開度調整量δＳは１〜５mmの範囲で変化させ
た。切断方法は比較例と同一であり、切断後の先行シー
トバーおよび後行シートバーの曲率半径、反り量、反り
の長さは比較例とほぼ同じであり、先行材は上反り、後
行材は下反りの状態であった。

【００５４】次に、先行シートバーの後端および後行シ
ートバーの先端を接合装置の所定位置に一致させ、予め
設定した開度になる挟持部とともにクランプ部にて挟圧
支持した。そして、その状態で高周波誘導加熱によりシ
ートバーを10秒間加熱し、端面を溶融させた後に押圧処
理を施して両シートバーを接合した。この時、接合終了
後の接合部の目違い量を図19(a) に、挟持部にかかった
荷重を図19(b) に示す。

【００５５】図19(a) の結果より挟持部における開度調
整量δＳが２mm以上では目違いはシートバー厚の５％で
ある1.5 mm以下に抑制されることが確認できたので、開
度調整量δＳを２mmとして接合したシートバーに仕上げ
圧延を施して厚さ1.2 〜５mmの熱延板に仕上げた。スタ
ンド間の張力の設定値は前段で0.5 〜１kgf ／mm²、後
段で１〜1.5 kgf ／mm²とした。その結果、1.2 mm厚の
場合においても100 本の圧延を実施した限りにおいては
板の破断は皆無であった。

【００５６】実施例２次に、図11に示すような構成になる接合装置を備えた熱
間圧延設備にて比較例と同一のシートバーを用いて接合
を行った。切断後の反り量は図14において示したような
検出器で検出し、その検出値に従って位置変更手段にて
挟持部の位置を変更して開度調整を行った。

【００５７】シートバーの切断は比較例と同一であり、
切断後の先行シートバーは下反り、後行シートバーは上
反りの状態であり、反りの曲率半径は後行シートバーの
方が大きかった。反り量検出器によって検出され先行シ
ートバーおよび後行シートバーの端部の反りの曲率半径
は図20(a) に示すように各シートバーによってばらつい
ていた。この各シートバーの曲率半径に基づき、図13に
示した関係から接合時の目違いが１mm以下となるように
挟圧荷重値を推定し、図20(b) に示すように挟持部にお
いて開度調整量δＳを決定した。

【００５８】そして、先行シートバーの後端および後行
シートバーの先端を接合装置の所定位置に一致させたの
ち、挟持部とともにクランプ部にて挟圧支持し、高周波
誘導加熱によりシートバーを10秒間加熱し、端面を溶融
させた後に押圧処理を施して両鋼片を接合した。

【００５９】その結果、同図20(b) に示すように目違い
量は約１mmに抑制することが確認され、これらのシート
バーに対して実施例１と同一の張力条件で仕上圧延を施
して厚さ1.2 mmの熱延板を100 本仕上げたが、板の破断
は全く見られなかった。

【００６０】実施例３図10に示したような構成になる挟持部を有する接合装置
を用いて、比較例と同一のシートバーの接合を行った。
この際、図15に示すような荷重検出器で挟圧荷重を検出
し、開度調整器によって挟持部の開度を調整した。これ
に先立ち、支持部材間隔にかかる荷重Ｗ〔ｔｆ〕と開度
の変化量δＳ〔mm〕との関係を調査したところ、荷重10
ｔｆ以上では次のような直線関係が得られた。

【００６１】 δＳ＝（Ｗ／２５）＋０．８ ----(5)

【００６２】この実施例では、まず、シートバーを切断
したのち、先行シートバーの後端および後行シートバー
の先端を接合装置の所定位置に一致させ、目標目違い量
ｄ_mo _k＝１mmを目標として、検出される挟持部荷重を用
いて挟持部の開度調整を行った。すなわち、開度演算器
により検出される荷重Ｗを基に、下式にて開度調整量δ
Ｓを求め、その値になるように開度調整器を調整した。

【００６３】 δＳ＝（Ｗ／２５）＋０．８−ｄ_moK ----(6)

【００６４】そして、この状態を継続しつつ、高周波誘
導加熱によりシートバーを10秒間加熱し、端面を溶融さ
せた後に押圧処理を施して両鋼片を接合し接合したシー
トバーに仕上圧延を施して厚さ1.2 〜５mmの熱延板に仕
上げた。スタンド間の張力の設定値は前段で0.5 〜１kg
f ／mm²、後段で１〜1.5 １kgf ／mm²とした。その結
果、1.2 mm厚の場合においても100 本の圧延を実施した
限りにおいては板破断の発生は皆無であった。

【００６５】実施例４比較例と同等のサイズになるシートバーを用いて接合す
べく、その接合に先立ち、シートバーの幅Ｂ＝1600mmの
場合の、クランプ部への力Ｗ_c、押圧力Ｗ_Uならびに単
位幅当たりの反り矯正荷重ｐ_fと挟持部の上下間隔の変
化量ΔＳとの関係を各挟持部ごとに調査したところ、荷
重10ton ｆ以上では、ほぼ、次のような直線関係にある
ことが分かった。 ΔＳ＝ｋ_f* ｐ_f＋ｋ_c* Ｗ_c＋ｋ_U* Ｗ_U ---(7) ｋ_f，ｋ_c，ｋ_Uは各挟持部ごとに決定される定数

【００６６】切断方法は比較例と同一であり、切断後の
シートバーの形状は先行シートバーでは上反り、後行シ
ートバーでは下反りの状態であったが、反り検出器によ
って検出されたシートバー端部の反りの曲率半径は図21
(a) に示すように各シートバーによってばらついてい
た。この各シートバーの曲率半径に基づき、図13の関係
を用いて各シートバーの目違いが１mm程度となるように
矯正荷重値を推定し、この矯正荷重推定値とクランプ力
および押圧値の設定値を用いて上記の(7) 式から挟持部
の上下間隔の調整量を決定した。

【００６７】その後、先行シートバーの後端および後行
シートバーの先端を接合装置の所定位置に一致させ、挟
持部の開度を上記の調整量分だけ調整して挟圧支持し、
この状態で高周波誘導加熱によりシートバーを10秒間加
熱して接合予定部の端面を溶融させたのち、両シートバ
ーを相互に押圧して接合した。

【００６８】その結果、図21(b) に示すように接合に際
して生じた目違い量は約１mm程度に抑制された。また、
このシートバーを仕上げ圧延して厚さ1.2mm の熱延板に
仕上げたところ、圧延中における板の破断は皆無であっ
た。

【００６９】実施例５比較例と同等のサイズになるシートバーを用いてその接
合を行った。シートバーの接合に際しては、接合装置で
の挟圧支持、加熱、押圧に当たり、クランプ力、押圧力
ならびに挟持部に発生する荷重を検出し、この検出値を
用いて上記の(7) 式によって挟持部の上下間隔の変化量
を推定し、その変化量がなくなるように間隔を調整し
た。なお、反り検出器によって検出されたシートバー端
部の曲率半径は図22(a) のようになっていた。

【００７０】シートバーの接合後における目違い量は図
22(b) に示すように約１mmに抑制することができ、さら
に、仕上げ圧延にて厚さ1.2mm の熱延板としたところ、
圧延中における板の破断は見られなかった。

【００７１】実施例６比較例と同等のサイズになるシートバーを用いてその接
合を行った。シートバーの接合に際しては、接合装置
(挟持部はシートバーの幅方向において分割され独立し
て相互の間隔が調整できるブロックからなるものを適
用) による挟圧支持、加熱、押圧に当たり、挟持部の板
幅方向に沿う変化量（200 mm毎に６箇所) を検出器にて
検出し、この検出値を用い検出位置における挟持部の上
下間隔が一定の間隔になるように、図11における開度調
節器12ｃを操作することにより、挟持部で上下間隔の調
整を行った。ここに、反り検出器によって検出されたシ
ートバーの端部の反りの曲率半径は図23(a) のようにな
っていた。

【００７２】図23(b) は各シートバーにつき開度の調整
量と目違い量を示したものであるが、シートバーの目違
い量は約１mmに抑制され、仕上げ圧延にて厚さ1.2mm の
熱延板に仕上げた場合においても板が破断するようなこ
とはなかった。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
金属片の接合時に両金属片端部を挟持する挟持部の上下
間隔を調整することによって目違いの発生を抑制するこ
とが可能となり、この目違いに起因した圧延中のスタン
ド間における板の破断がないので生産性の高い連続熱間
圧延が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続熱間圧延設備の構成を示した図である。

【図２】切断後のシートバーの形状を示した図である。

【図３】ａ，ｂは従来法に従う金属片の接合要領の説明
図である。

【図４】接合部が圧延によって母材に倒れ込んだ状態を
示した図である。

【図５】従来法に従う金属片の接合要領の説明図であ
る。

【図６】従来法に従う金属片の接合要領の説明図であ
る。

【図７】ａ，ｂはこの発明に従う接合装置の構成説明図
である。

【図８】この発明に従う接合装置の構成説明図である。

【図９】この発明に従う接合装置の他の例を示した図で
ある。

【図１０】この発明に従う接合装置の他の例を示した図
である。

【図１１】この発明に従う接合装置の他の例を示した図
である。

【図１２】金属片の切断状況の説明図である。

【図１３】反りを矯正するのに必要な単位幅当たりの挟
圧荷重と反りの曲率半径の関係を示したグラフである。

【図１４】挟持部の開度を調整するこの発明に従う制御
要領の説明図である。

【図１５】挟持部の開度を調整するこの発明に従う制御
要領の他の説明図である。

【図１６】クランプ部においてクランプ力の作用する点
がずれている様子を示した図である。

【図１７】ａ, ｂはこの発明に従って挟持部の上下間隔
を調整する場合の説明図である。

【図１８】図３のＡ−Ａ断面を示した図である。

【図１９】ａは目違い量と開度調整量の関係を示したグ
ラフであり、ｂは挟持部にかかる荷重と開度調整量の関
係を示したグラフである。

【図２０】ａは反りの曲率半径を調べたグラフであり、
ｂは開度調整量および目違い量を調べたグラフである。

【図２１】ａは反りの曲率半径を調べたグラフであり、
ｂは開度調整量および目違い量を調べたグラフである。

【図２２】ａは反りの曲率半径を調べたグラフであり、
ｂは開度調整量および目違い量を調べたグラフである。

【図２３】ａは反りの曲率半径を調べたグラフであり、
ｂは開度調整量および目違い量を調べたグラフである。

【符号の説明】

１粗圧延機２巻戻し機３切断装置４接合装置５ａクランプ５ｂクランプ６インダクター７スケールブレーカ８仕上げ圧延機９インダクター 10a クランプ 10b クランプ 11a クランプ 11b クランプ 12 位置変更手段 12a ライナー 12b プレート 12c 開度調節器 12d 枢支ピン 13 検出器 14 演算器 15 荷重検出器 16 演算器Ｓ₁ 金属片Ｓ₂ 金属片Ｋ₁〜Ｋ₄ 挟持部Ｐ絶縁材Ｗ荷重Ｓ_c 間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者玉井良清千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者今江敏夫千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者磯邉邦夫千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者二階堂英幸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 (72)発明者磯山茂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 (72)発明者森本和夫広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者宮本邦雄広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者黒田彰夫広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島製作所内 (56)参考文献特開平６−304786（ＪＰ，Ａ) 特開平７−1005（ＪＰ，Ａ) 特開平７−60312（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 1/26 B21B 15/00 B23K 11/04 102 B23K 37/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】先行金属片の後端部と後行金属片の先端
部をそれぞれ切断し、次いで、金属片を上下に挟むクラ
ンプ部とこのクランプ部につながり金属片の端部へ向け
て延びる上下で一対になる挟持部にて各金属片の先端
部、後端部をそれぞれ厚さ方向に挟圧支持したのち加
熱、ライン方向に沿って相互に押圧して接合するに当た
り、挟持部の上下間隔を調整することを特徴とする連続熱間
圧延における金属片の接合方法。
【請求項２】金属片の端部における反り量から挟持部
における挟圧荷重を求め、この荷重に基づいて挟持部の
上下間隔を調整する請求項１記載の接合方法。
【請求項３】金属片の挟圧支持下において挟持部に作
用する挟圧荷重を検出し、この荷重に基づいて挟持部の
上下間隔を調整する請求項１記載の接合方法。
【請求項４】先行金属片の後端部と後行金属片の先端
部をそれぞれ切断し、次いで、金属片を上下に挟むクラ
ンプ部とこのクランプ部につながり金属片の端部へ向け
て延びる上下で一対になる挟持部にて各金属片の先端
部、後端部をそれぞれ厚さ方向に挟圧支持したのち加
熱、ライン方向に沿って相互に押圧して接合するに当た
り、クランプ部が受ける荷重による挟持部の上下間隔の変化
量、挟持部が受ける荷重による挟持部の上下間隔の変化
量および金属片の押圧の際にクランプ部が受ける押圧荷
重による挟持部の上下間隔の変化量とに基づいて挟持部
の上下間隔を調整することを特徴とする連続熱間圧延に
おける金属片の接合方法。
【請求項５】金属片の端部を加熱、昇温する加熱手段
と、先行金属片および後行金属片をそれぞれそれらの端
部域近傍において厚さ方向に挟む上下で一対になる少な
くとも二組のクランプ部と、先行金属片および後行金属
片の少なくとも一方を他方へ向けて移動、押圧する押圧
手段を備え、前記各クランプ部はそれぞれ金属片の端部へ向けて突出
した挟持部を有し、この挟持部は、上下における挟持部
相互の間隔を調整する位置変更手段を有する、ことを特
徴とする金属片の接合装置。
【請求項６】挟持部は金属片の幅方向に沿って分割さ
れ、それぞれ独立して相互の間隔を調整できる複数のブ
ロックからなる、請求項５記載の接合装置。