JP3307860B2 - ビレット圧延装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はビレット圧延装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】連続圧延を行なわない連続鋳造直送圧延
ラインすなわち、連続鋳造装置から連続鋳造される鋳出
鋼（鋳造ビレット）が所定長に切断されて次々とビレッ
トとして送り出されるこれらビレットを、溶接して一本
化することなく、各々単独で圧延機へ直送する圧延ライ
ンが知られている。

【０００３】このような上記連続鋳造直送圧延ラインで
は、連続鋳造装置により鋳造されたビレットは、鋳出さ
れてからの時間に比例して冷却されるので、後行ビレッ
トに比し先行ビレットの方が低温であり、又、ビレット
一本をとっても、鋳造速度やビレットサイズにも依る
が、通常、一つのビレットは後端に比べ前端の温度が１
００〜３００℃ほど低い。前端温度が低いビレットをそ
のまま圧延すると、特に圧延比の大きい場合、ロールへ
の突入時そして圧延中にビレットが割れ、品質悪化や極
端な場合ミスロールを起こし生産性を著しく落とすこと
になる。このため、連続鋳造装置と圧延機の間にターナ
ー等のビレット搬送方向で前後を反転する反転装置を設
けて、単独で圧延ラインへ直送されるすべてのビレット
について、連続鋳造装置出口でのビレットの高温側後端
を圧延機では先頭になるようにして、圧延することが望
ましい。

【０００４】又、電気加熱装置などビレット再加熱手段
を備えた圧延ラインでは、圧延機前に再加熱装置を設け
ており、該再加熱装置にてビレットの前端と後端の温度
差は無くなるように加熱しており、ビレット前端が圧延
ロールへの突入に十分な温度となるので、圧延に際して
ビレット反転装置を設ける必要が無い。しかしながら、
再加熱に要する電力費や設備費に面で上述の連続鋳造直
送ラインに比べ不利となる。

【０００５】一方、連続圧延のラインでは複数のビレッ
トが順次溶接されて一本化されて連続的に圧延される。
この溶接にはフラッシュ溶接が採用されることが多い。

【０００６】フラッシュ溶接では、給電トランスの二次
側の両出力端にそれぞれ接続されたクランプ部材により
二つの被溶接部材としてのビレットを把持し、クランプ
部材に接続された駆動装置により少なくとも一方のビレ
ットを他方のビレットに対して当接方向に所定のアプセ
ット量で送り出し、二つのビレットが当接面で溶接され
る。

【０００７】かかるフラッシュ溶接では、二つのビレッ
トに、低電圧（例えば５〜２０Ｖ）を印加し、大電流
（例えば２，０００〜１００，０００Ａ）を流す。ビレ
ット同士を接触させることによってアークを発生させ、
その発熱によってビレットの端面（接触面）を溶融し、
十分端面を加熱した後にビレット端面同士を急速に押し
つける（アプセット）という工程を経る。上記溶融時に
火花状に溶融金属が飛散する様子からフラッシュ溶接の
名前がついた。

【０００８】かかるフラッシュ溶接を用いた連続圧延に
おいては、複数のビレットを一本化 せずにそれぞれ単独
で圧延する上述の連続鋳造直送圧延のときと同様に、す
べてのビレットを反転させて後端よりも前端の温度を高
くして圧延すると、先頭のビレットの前端は圧延開始に
好都合の温度となるが、後続のビレットについては、フ
ラッシュ溶接装置における任意の先行ビレットの後端と
後行ビレットの前端との温度差が最も大きくなってしま
い、フラッシュ溶接には不適となる。

【０００９】このように、先行ビレットの後端と後行ビ
レットの前端の間に大きな温度差をもったビレット同士
をフラッシュ溶接可能とするには、温度の低い方のビレ
ット（反転されている先行ビレットの後端）を接合する
のに十分な熱量を与える必要があり、結果として後行ビ
レット（高温の後行部材：後行ビレットの前端は先行ビ
レットの後端に対して大幅に高い温度であり、又、ビレ
ット全体としても先行ビレットよりも高温である。）に
必要フラッシュ時間より長いフラッシュ時間で溶接をす
るようになる。この結果、高温側ビレットのフラッシュ
量が過大（溶接後のビレット長が短くなる）となり、歩
留まりを悪化させる原因となる。さらに、フラッシュ溶
接工程の最後に行なわれるアプセット工程では、本来、
接合に必要なアプセット加圧力により圧接を行なう必要
があるが、後行ビレットの前端温度が先行ビレットに対
し非常に高いため（通常、前後反転後で圧延直前のビレ
ット前端温度は約１０００〜１２００℃に対して、ビレ
ット後端温度８００〜１０００℃）、ビレットの高温強
度が不足し、アプセット時にビレット自体が挫屈し、十
分なアプセット力を与えることができない。このため、
被溶接部材の品質悪化や、連続圧延に関して言えば圧延
中の溶接継手部破断の原因となることがある。

【００１０】本発明は、かかる問題を解決し、連続鋳造
直送圧延にも連続圧延にも対応でき、連続圧延にあって
は溶接の際のアプセット時の部材高温強度を確保するこ
とにより溶接時の継手品質を確保し、過大なフラッシュ
量による歩留まり低下を抑えることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、連続鋳造装置から搬出されるビレットを圧延する
装置において、複数のビレットをラインで順次搬送する
搬送装置と、ビレットの前端と後端とを反転させる反転
装置と、搬送されるビレットを順次、先行ビレットと選
択的に溶接するように設定可能なフラッシュ溶接装置
と、ビレットを圧延する圧延機と、制御装置とを有し、
該制御装置は、ビレットの溶接を行なうように設定され
た場合、一本目のビレットについて前後の反転動作を行
ない二本目以降については反転動作を行なわない指令を
反転装置に発するように設定されていることにより達成
される。

【００１２】かかる本発明にあっては、ビレットを溶接
して連続圧延を行なうかどうかの選択により、制御装置
が適切な指令を発し各装置の動作を決定する。

【００１３】本発明装置によると、ビレットは次のよう
な制御装置の指令のもとに圧延される。

【００１４】 連続鋳造直送圧延時（複数のビレット
が溶接により一本化されることなく、それぞれが単独で
圧延されるとき）反転装置を作動させて、各ビレットは
前端と後端とを反転させられて高温側が前端となるよう
にして搬送装置により圧延装置へもたらされて圧延され
る。

【００１５】 連続圧延時（複数のビレットが溶接に
より一本化されて圧延されるとき）一本目のビレットに
ついては、上記と同様に反転し、二本目以降の各ビレ
ットは前後反転されることなく、各ビレットが溶接装置
で溶接され一本のビレットとなり、圧延される。

【００１６】 連続圧延中止時ビレットが反転装置に
到達する前に連続圧延中止が決定されたときには、ビレ
ット上記と同様にして圧延される。しかし、上記決定
が反転装置を通過した後になされたときには、反転が間
に合わずビレットの前端が後端よりも低い温度で あるの
で、ビレットは搬送装置により加熱装置にもたらされ、
一旦停止もしくは徐行して前端が後端よりも高温となる
ように加熱された後、再び正規の搬送速度で圧延装置へ
もたらされ、圧延される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面の図１にもとづき
本発明の実施の形態を説明する。

【００１８】図１は本実施形態装置の概要構成図であ
る。同図において連続鋳造装置１は複数の搬出口１Ａか
ら連続して鋳造ビレットを送り出し、ガストーチ等の切
断装置１Ｂによりこれらを切断し適宜長さのビレットＢ
としている。

【００１９】連続鋳造装置１の搬出口１Ａからは、ビレ
ットＢの搬送のためのローラコンベア等の搬送装置２が
設けられており、該搬送装置２により互に接続されるビ
レットの前後反転用の反転装置３、フラッシュ溶接を行
なう溶接装置４、加熱装置５、そして圧延機６が順次配
設されている。これらの装置２〜５は制御装置７により
その動作が制御されている。

【００２０】反転装置３は、例えばターンテーブルで構
成されていて、１８０°ごとに一方向もしくは交互に正
逆方向に回転可能で、該ターンテーブル上にもち込まれ
たビレットがその前後を反転するようになっている。

【００２１】溶接装置４は、フラッシュ溶接装置であ
り、先行ビレットの後端へ後行ビレットの前端を溶接す
るようになっている。

【００２２】加熱装置５は、その加熱手段については何
ら限定はないが、搬送速度等を変化させ、ビレットへの
入熱量を変えることができるように設定されている。

【００２３】上記搬送装置２、反転装置３、溶接装置４
そして加熱装置５はそれぞれ制御装置７に接続されてい
て、ビレットの溶接の有無の決定及びその決定が搬送中
どこでなされたかによって、各場合について該制御装置
７によって異なる制御を受ける。

【００２４】以下、各場合についてその動作を説明す
る。

【００２５】 連続圧延時（溶接されたビレットの二
本目以降について圧延時）複数のビレットを溶接して一
本化して圧延する連続圧延時には、連続鋳造装置１から
抽出された鋳造ビレットＢは、ビレット切断手段１Ｂに
て複数のビレットＢに切断され、次々とビレット搬送装
置２に導かれる。連続圧延では、二本目以降のビレット
Ｂの前端の温度を高くする必要が無いだけでなく、フラ
ッシュ溶接におけるアプセット時の加圧力を確保するた
めに極端にビレット温度が高い部位を無くし高温度にお
ける強度低下を回避する必要がある。このため、ビレッ
ト反転装置３では二本目以降のビレットＢの前後を入れ
替えずに搬送を行い、フラッシュ溶接装置４にてビレッ
ト同士を溶接する。鋳造ビレットを切断して得られる複
数のビレットは、先行ビレットの前端から後行ビレット
の後端に向け温度は連続的に変化しているため、先行ビ
レットの後端温度と後行ビレットの前端温度は近似して
いる。無限長化されたビレットＢは、必要に応じてビレ
ット表面再加熱のための加熱装置５により表面の調温を
行い、圧延機６に送られる。

【００２６】 連続圧延の一本目圧延時（ における
一本目のビレットの圧延時）上記にて説明した二本目
以降のビレットに対して先行する一本目のビレットは、
連続圧延に際してビレット前端温度を後端温度に対して
高い状態にする必要がある。連続圧延の場合、連続鋳造
位置１から抽出された鋳造ビレットＢは、ビレット切断
装置１Ｂにて切断され、交互にビレット搬送装置２に導
かれる。図２（Ａ）〜（Ｄ）に見られるように、一本目
ビレットの搬送方向をビレット反転装置２により前後反
対にし、新たな前端の温度を新たな後端温度より高くす
るように位置せしめ、圧延に支障が無いようにする。二
本目以降はビレットの搬送方向を変化させずに溶接装置
４に搬送される。なお、図２にてビレットの連続圧延時
の当初の前端をＦで示してある。この場合、前後の反転
を行なわない連続圧延時に比べ、先行ビレット（一本目
のビレット）の後端の温度が低くなることから、長いフ
ラッシュ時間が必要となる。しかしながら、前後が反転
されていない後行ビレット（二本目のビレット）の前端
の温度が極端に高くないため、フラッシュ量過大による
歩留まり悪化はほとんど無視できる量となり、連続圧延
にて接合される継手数に比べれば誤差の範囲に収まる。
フラッシュ溶接によるビレット接合後は、の連続圧延
と同じ工程で圧延される。

【００２７】 連続圧延を中止する場合連続溶接を行
うつもりで後行ビレットがビレット反転装置３を通過し
た後に、何らかの理由により溶接を行わないと決定され
た場合、もしくは溶接工程中に溶接中止を決定した場
合、当然のことながら後行ビレットの前端温度は後端温
度に比べ低くなっている。

【００２８】この場合、ビレットの搬送方向を反転する
ためには、搬送ラインを逆送させ、ビレット反転装置２
により向きを変えることが考えられるが、搬送シーケン
スが複雑でなるばかりでなく、連続鋳造装置１から圧延
機６まで達する時間が長くかかることになり、ビレット
平均温度の低下を招く。これを解決するために、本発明
では、後行ビレットを先行ビレット（連続化ビレット）
に接近させた状態で搬送を続け（理想的にはギャップゼ
ロ）、先行ビレット後端が加熱装置５を通り抜けたとこ
ろで、後行ビレットの搬送を一時的に停止させ、もしく
は、後行ビレット前端が加熱装置５に入ったところか
ら、後行ビレット前端が加熱装置５を抜けるところまで
後行ビレットの搬送速度を落とし、後行ビレット前端へ
の入熱を増加させる。一般の圧延機は圧延に際して、ビ
レット同士の間に搬送ギャップを必要とするが、前述し
た手法により連続化ビレットと後行ビレットの間にこの
ギャップを生ずるという効果をもたらす。圧延に必要な
ギャップが得られ、もしくは、ビレット前端温度が圧延
に支障が無い温度まで上昇した後は、搬送装置２の搬送
速度を通常に戻し圧延を続ける。

【００２９】 連続圧延を用いないで各ビレットを別
箇に圧延する場合連続圧延を用いない場合、従来の連続
鋳造直送搬送ラインのように反転装置３においてビレッ
トの前後を入れ替えて搬送し、必要に応じて加熱装置５
によって調温し、圧延機６へ送られる（図３参照）。

【００３０】＜実施例＞ 以下、具体的数値をもって本発明の実施例を説明する。

【００３１】本発明の具体例として、２ストランドを備
えた連続鋳造装置、ガス・酸素切断機によるビレット切
断装置、２台のターンテーブル、ビレット接合手段とし
てのフラッシュ溶接装置、インダクションヒータによる
表面再加熱装置、対象部材として直径２００ｍｍの丸ビ
レットを用いた連続圧延ラインを例に挙げる。

【００３２】連続鋳造装置で鋳造されたビレットは、ガ
ス・酸素切断機により所定の長さに切断される。この実
施例の場合、約１０〜２５ｍに切断される。各ビレット
は２台のターンテーブルにより必要に応じて搬送の向き
を変え、溶接装置に搬送される。ビレット長さにもよる
が、溶接装置でのビレット前後端の温度差は約２００〜
３００℃に達する。連続圧延を用いない場合（ビレット
の前後を反転した場合）には、ビレット圧延に適しては
いるが、連続圧延のために溶接しようとする場合には、
後行ビレットの前端温度が１１５０℃にも達しており、
溶接しようとしても（後行ビレットの高温強度が低すぎ
るため）フラッシュ溶接でのアプセット工程にて十分な
加圧力を得ることができない。

【００３３】連続圧延の一本目のビレットは、連続圧延
でない場合と同じようにビレット前後反転させ溶接装置
に搬送されるが、二本目のビレットは反転されずに搬送
される。この場合、先行ビレット後端と後行ビレット前
端の温度差は約１００℃あるが、後行ビレットの前端温
度が９５０℃ほどであり、十分なアプセット加圧力を発
生することができる。このことにより、先行ビレットを
加熱するためにフラッシュ時間を多少長くする（二本目
と三本目以降の連続圧延時はフラッシュ時間２５ｓｅｃ
であるが、これに対して一本目の接合ではフラッシュ時
間３０ｓｅｃとなる）ことにより、接合を可能にしてい
る。その結果、ビレットの前端温度は圧延に支障が無い
温度となる。

【００３４】連続圧延中に溶接中断などで接合ができな
かった場合には、加熱装置まで先行ビレット（連続化ビ
レット）と同じ搬送速度で後行ビレットが送られる。後
行ビレット前端が加熱装置より抜け出す直前で、後行ビ
レットの搬送を５〜２０ｓｅｃの間停止し、後行ビレッ
ト前端の温度を上昇させるとともに、先行ビレットとの
搬送ギャップを作り出す。なお、本実施例の場合、後行
ビレットの搬送速度を落とし、後行ビレット全体の温度
を上昇させることも可能なようになっている。後行ビレ
ットはこの状態にて圧延されるが、連続圧延を再開しな
い場合、制御手段により搬送装置を自動的に連続圧延を
用いない搬送モードに切り替える。

【００３５】連続圧延未使用時には全てのビレットを反
転装置で反転させ、高温側を圧延の前端にもっていく。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、以上のごとく、複数のビレッ
トを溶接して連続圧延する場合には、制御手段により自
動的に切替えて一本目のビレットを前後反転させ二本目
以降については反転させないこととしたので、いかなる
ときも圧延に支障の無いビレット温度を保証するだけで
なく、ビレット連続化に必要なフラッシュ溶接のフラッ
シュ時間を極小化させてその結果、溶接時の歩留まりを
向上させ、アプセット加圧力確保（品質維持）を行うこ
とができるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態装置の概要構成図である。

【図２】図１装置を用いた連続圧延時の工程を順に追っ
て図２（Ａ）〜（Ｄ）で示す。

【図３】図１装置を用いた通常の圧延時を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 連続圧延装置 ２ 搬送装置 ３ 反転装置 ４ フラッシュ溶接装置 ５ 加熱装置 ６ 圧延機 ７ 制御装置 Ｂ ビレット

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−66302（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 1/26 B21B 15/00 B21B 39/20 B23K 11/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造装置から搬出されるビレットを
   圧延する装置において、複数のビレットをラインで順次
   搬送する搬送装置と、ビレットの前端と後端とを反転さ
   せる反転装置と、搬送されるビレットを順次、先行ビレ
   ットと選択的に溶接するように設定可能なフラッシュ溶
   接装置と、ビレットを圧延する圧延機と、制御装置とを
   有し、該制御装置は、ビレットの溶接を行なうように設
   定された場合、一本目のビレットについて前後の反転動
   作を行ない二本目以降については反転動作を行なわない
   指令を反転装置に発するように設定されていることを特
   徴とするビレット圧延装置。