JP3425715B2 - 熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置および方法 - Google Patents
熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置および方法Info
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- JP3425715B2 JP3425715B2 JP08075099A JP8075099A JP3425715B2 JP 3425715 B2 JP3425715 B2 JP 3425715B2 JP 08075099 A JP08075099 A JP 08075099A JP 8075099 A JP8075099 A JP 8075099A JP 3425715 B2 JP3425715 B2 JP 3425715B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間鋼片接合雰囲
気の低酸素化装置および方法に関し、詳しくは、互いに
接合されて連続熱間圧延に供される先行・後行鋼片の被
接合部周辺の雰囲気を低酸素化し、それにより被接合界
面への酸化スケール介在が抑止されて接合部の強度が確
保され、接合鋼片が圧延中に破断するトラブルを予防で
きる熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置および方法に関
する。
気の低酸素化装置および方法に関し、詳しくは、互いに
接合されて連続熱間圧延に供される先行・後行鋼片の被
接合部周辺の雰囲気を低酸素化し、それにより被接合界
面への酸化スケール介在が抑止されて接合部の強度が確
保され、接合鋼片が圧延中に破断するトラブルを予防で
きる熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置および方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】鋼片を１本毎に加熱、粗圧延、仕上げ圧
延して所望の厚さになる鋼板に仕上げる、いわゆるバッ
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、鋼片先端の噛込み不良、鋼片後端の絞り込み、鋼片
先端のランナウトテーブル上での走行トラブル、鋼片先
後端の寸法不良などの問題があった。
延して所望の厚さになる鋼板に仕上げる、いわゆるバッ
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、鋼片先端の噛込み不良、鋼片後端の絞り込み、鋼片
先端のランナウトテーブル上での走行トラブル、鋼片先
後端の寸法不良などの問題があった。
【０００３】このため、最近では仕上げ圧延機の入側搬
送ラインで、鋼片の先行材後端部と後行材先端部とを順
次接合してから仕上げ圧延に供する連続圧延方法（エン
ドレス圧延法）が提案されている。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おり、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、特開
昭60-244401 号公報や特開平8-1204号公報に開示の誘導
加熱圧接法が知られている。
送ラインで、鋼片の先行材後端部と後行材先端部とを順
次接合してから仕上げ圧延に供する連続圧延方法（エン
ドレス圧延法）が提案されている。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おり、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、特開
昭60-244401 号公報や特開平8-1204号公報に開示の誘導
加熱圧接法が知られている。
【０００４】図３はエンドレス圧延用の設備列の一例を
示す概略側面図、図４は図３の設備列による接合工程の
手順図であり、１はインダクタ、９は粗ミル、10はコイ
ルボックス、11はクロップシヤー、12は前記誘導加熱圧
接法を行う接合装置、13は後処理装置、14は仕上ミル、
15は先行材、16は後行材、17は出側クランプ装置、18は
入側クランプ装置、19は磁界、20は接合部である。
示す概略側面図、図４は図３の設備列による接合工程の
手順図であり、１はインダクタ、９は粗ミル、10はコイ
ルボックス、11はクロップシヤー、12は前記誘導加熱圧
接法を行う接合装置、13は後処理装置、14は仕上ミル、
15は先行材、16は後行材、17は出側クランプ装置、18は
入側クランプ装置、19は磁界、20は接合部である。
【０００５】接合工程の手順を述べると、まずコイルボ
ックス10から順次払いだされる鋼片（シートバー）の先
行材15後端、後行材16先端を走間でクロップシヤー11に
よりクロップカットして整形する。このカット面が被接
合面である（図４（ａ））。次いで接合装置12を先行材
15の搬送速度と同期させて移動させながら、先行材15後
端部を出側クランプ装置17でクランプする（図４
（ｂ））。次いで後行材16後端部を入側クランプ装置18
でクランプし、先行材15、後行材16の被接合面を所定の
突き合わせギャップ８をあけて突き合わせる（図４
（ｃ））。次いでインダクタ１が被接合部に磁界19をか
けて誘導加熱すると共に入側・出側クランプ装置17、18
が互いに接近して被接合部を圧接（アップセット）する
（図４（ｄ））。接合が完了したらクランプを解除（ア
ンクランプ）し接合部20で繋がった先行材15、後行材16
を後処理装置13に送り（図４（ｅ））、接合部20の隆起
を除去する。このようにして走間で接合されたシートバ
ーを、仕上ミル14で連続的に仕上げ圧延する。
ックス10から順次払いだされる鋼片（シートバー）の先
行材15後端、後行材16先端を走間でクロップシヤー11に
よりクロップカットして整形する。このカット面が被接
合面である（図４（ａ））。次いで接合装置12を先行材
15の搬送速度と同期させて移動させながら、先行材15後
端部を出側クランプ装置17でクランプする（図４
（ｂ））。次いで後行材16後端部を入側クランプ装置18
でクランプし、先行材15、後行材16の被接合面を所定の
突き合わせギャップ８をあけて突き合わせる（図４
（ｃ））。次いでインダクタ１が被接合部に磁界19をか
けて誘導加熱すると共に入側・出側クランプ装置17、18
が互いに接近して被接合部を圧接（アップセット）する
（図４（ｄ））。接合が完了したらクランプを解除（ア
ンクランプ）し接合部20で繋がった先行材15、後行材16
を後処理装置13に送り（図４（ｅ））、接合部20の隆起
を除去する。このようにして走間で接合されたシートバ
ーを、仕上ミル14で連続的に仕上げ圧延する。
【０００６】図５は図４（ｃ）の状態にある接合装置12
の要部説明図であり、出側・入側クランプ装置17、18は
先行材15、後行材16に食い込ませて長手方向のすべりを
止めるクランプ突起４ａ〜４ｄと、先行材15、後行材16
の所定面積を上下から押圧して両者の目違いを防止する
非磁性の目違い防止板17Ａ、18Ａを備えている。この例
では出側の目違い防止板17Ａで先行材15、後行材16の被
接合部を挟むようにしている。なお、５は被接合部に当
接する絶縁材であり、また、インダクタ１による被接合
部の誘導加熱効率を高めるために、目違い防止板17Ａ、
18Ａには櫛歯状の切欠21が設けられそこに磁性材が充填
されている。
の要部説明図であり、出側・入側クランプ装置17、18は
先行材15、後行材16に食い込ませて長手方向のすべりを
止めるクランプ突起４ａ〜４ｄと、先行材15、後行材16
の所定面積を上下から押圧して両者の目違いを防止する
非磁性の目違い防止板17Ａ、18Ａを備えている。この例
では出側の目違い防止板17Ａで先行材15、後行材16の被
接合部を挟むようにしている。なお、５は被接合部に当
接する絶縁材であり、また、インダクタ１による被接合
部の誘導加熱効率を高めるために、目違い防止板17Ａ、
18Ａには櫛歯状の切欠21が設けられそこに磁性材が充填
されている。
【０００７】ところで、前記接合工程において、先行材
15、後行材16は接合前に後・先各端部が平らな被接合面
をもつようにそれぞれクロップをシヤーカットされる
が、元々熱間であることに加えさらに高温に誘導加熱さ
れることから、被接合面を端面とする被接合部には酸化
スケールが生成しやすく、このような酸化スケールがあ
ると接合性が阻害されて十分な接合強度が確保できなく
なり、連続圧延中に鋼片が接合部で破断する憂いがあ
る。
15、後行材16は接合前に後・先各端部が平らな被接合面
をもつようにそれぞれクロップをシヤーカットされる
が、元々熱間であることに加えさらに高温に誘導加熱さ
れることから、被接合面を端面とする被接合部には酸化
スケールが生成しやすく、このような酸化スケールがあ
ると接合性が阻害されて十分な接合強度が確保できなく
なり、連続圧延中に鋼片が接合部で破断する憂いがあ
る。
【０００８】特に、ステンレス鋼やCrを0.5 重量％以上
含有する鋼では、融点が鋼よりも高いクロム系酸化物が
生成するため、接合にあたり鋼を溶融させたとしても被
接合面の酸化物は溶融せずに接合性が阻害される。ま
た、Ｃの含有量が0.3 重量％以上である高炭素鋼では、
鋼の融点が低炭素鋼に比較して低いために、接合部温度
を低くしても接合可能であるが、この場合鉄系酸化物が
溶融しなくなり同様に接合性が阻害される。
含有する鋼では、融点が鋼よりも高いクロム系酸化物が
生成するため、接合にあたり鋼を溶融させたとしても被
接合面の酸化物は溶融せずに接合性が阻害される。ま
た、Ｃの含有量が0.3 重量％以上である高炭素鋼では、
鋼の融点が低炭素鋼に比較して低いために、接合部温度
を低くしても接合可能であるが、この場合鉄系酸化物が
溶融しなくなり同様に接合性が阻害される。
【０００９】この憂いを除くための手段として、前記特
開平8-1204号公報に、図５の突き合わせギャップ８に
非酸化性ガスもしくは還元性ガスを吐出する幅方向単列
のガス吐出口およびその流路を目違い防止板17Ａ（およ
び／または18Ａ、上部および／または下部）に設けるこ
と、あるいは突き合わせギャップ８をシールボックス
で囲んでその内部を非酸化性雰囲気もしくは還元性雰囲
気に保つことが開示されている。
開平8-1204号公報に、図５の突き合わせギャップ８に
非酸化性ガスもしくは還元性ガスを吐出する幅方向単列
のガス吐出口およびその流路を目違い防止板17Ａ（およ
び／または18Ａ、上部および／または下部）に設けるこ
と、あるいは突き合わせギャップ８をシールボックス
で囲んでその内部を非酸化性雰囲気もしくは還元性雰囲
気に保つことが開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
手段では、突き合わせギャップ８が接合装置12内でラ
イン長手方向にずれてガス吐出口の設置領域から外れた
場合には、被接合部周辺の雰囲気を低酸素化することが
できなくなる問題がある。また、手段では、接合が実
行されるライン長手領域全体を完全にシールするのは困
難であり、この領域の一部には開口や障害物（絶縁材５
が該当）が不可避的に存在するので、開口からのエア吸
引、障害物付近での淀み点発生などによってシールの状
態が不安定になる問題がある。
手段では、突き合わせギャップ８が接合装置12内でラ
イン長手方向にずれてガス吐出口の設置領域から外れた
場合には、被接合部周辺の雰囲気を低酸素化することが
できなくなる問題がある。また、手段では、接合が実
行されるライン長手領域全体を完全にシールするのは困
難であり、この領域の一部には開口や障害物（絶縁材５
が該当）が不可避的に存在するので、開口からのエア吸
引、障害物付近での淀み点発生などによってシールの状
態が不安定になる問題がある。
【００１１】そこで本発明は、鋼片の先行材、後行材の
突き合わせ位置が接合装置内でライン長手方向にずれた
場合にも、被接合部周辺の雰囲気を満遍なく低酸素化で
きる熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置を提案すること
を目的とする。また本発明は、この低酸素化装置を用い
て被接合部をより有利に低酸素化する熱間鋼片接合雰囲
気の低酸素化方法を提案することを目的とする。
突き合わせ位置が接合装置内でライン長手方向にずれた
場合にも、被接合部周辺の雰囲気を満遍なく低酸素化で
きる熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置を提案すること
を目的とする。また本発明は、この低酸素化装置を用い
て被接合部をより有利に低酸素化する熱間鋼片接合雰囲
気の低酸素化方法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】本発明は、熱間で接合す
べき鋼片の先行材と後行材を厚さ方向にクランプして被
接合面を突き合わせするクランプ装置の目違い防止板に
設けられる熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置であっ
て、点列状に面分布して被接合部周辺にガスを吐出でき
るガス吐出口および該ガス吐出口への流路を有し、該ガ
ス吐出口の総面積が、ガスの元圧、流路内での圧損を考
慮したチョーク条件を満たすことを特徴とする熱間鋼片
接合雰囲気の低酸素化装置（本発明装置）である。
べき鋼片の先行材と後行材を厚さ方向にクランプして被
接合面を突き合わせするクランプ装置の目違い防止板に
設けられる熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置であっ
て、点列状に面分布して被接合部周辺にガスを吐出でき
るガス吐出口および該ガス吐出口への流路を有し、該ガ
ス吐出口の総面積が、ガスの元圧、流路内での圧損を考
慮したチョーク条件を満たすことを特徴とする熱間鋼片
接合雰囲気の低酸素化装置（本発明装置）である。
【００１３】また、本発明は、上記本発明装置を用いた
熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化方法であって、前記ガス
吐出口から非酸化性ガスまたは還元性ガスを、鋼片接合
時には突き合わせギャップの雰囲気の酸素濃度を許容値
以下とする流量で、鋼片接合時以外には前記流路の内圧
を外気圧よりも1.5mmAq 以上高く保てる流量で、吐出さ
せることを特徴とする熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化方
法（本発明方法）である。
熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化方法であって、前記ガス
吐出口から非酸化性ガスまたは還元性ガスを、鋼片接合
時には突き合わせギャップの雰囲気の酸素濃度を許容値
以下とする流量で、鋼片接合時以外には前記流路の内圧
を外気圧よりも1.5mmAq 以上高く保てる流量で、吐出さ
せることを特徴とする熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化方
法（本発明方法）である。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明装置の一例を示す
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ矢視図、（ｃ）
は（ｂ）のＢＢ矢視図である。図１において、２はガス
吐出口、３は流路であり、図４、図５と同一または相当
部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ矢視図、（ｃ）
は（ｂ）のＢＢ矢視図である。図１において、２はガス
吐出口、３は流路であり、図４、図５と同一または相当
部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
【００１５】図１に示すように、本発明装置は、熱間か
つ走間で接合すべき鋼片の先行材15と後行材16を厚さ方
向にクランプして被接合面を突き合わせするクランプ装
置（この例では出側クランプ装置17）の目違い防止板
（この例では出側の目違い防止板17Ａ）に設けられる熱
間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置であって、点列状に面
分布して突き合わせギャップ８を挟む被接合部周辺にガ
スを吐出できるガス吐出口２および該ガス吐出口２への
流路３を有し、かつ、該ガス吐出口２の総面積が、ガス
の元圧、流路３内での圧損を考慮したチョーク条件を満
たすことを要旨とする。
つ走間で接合すべき鋼片の先行材15と後行材16を厚さ方
向にクランプして被接合面を突き合わせするクランプ装
置（この例では出側クランプ装置17）の目違い防止板
（この例では出側の目違い防止板17Ａ）に設けられる熱
間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置であって、点列状に面
分布して突き合わせギャップ８を挟む被接合部周辺にガ
スを吐出できるガス吐出口２および該ガス吐出口２への
流路３を有し、かつ、該ガス吐出口２の総面積が、ガス
の元圧、流路３内での圧損を考慮したチョーク条件を満
たすことを要旨とする。
【００１６】なお、チョーク条件とは、吐出口近傍の流
速が音速になるための条件であり、外気圧Ｐa とガス吐
出口付近での流路（吐出部）の内圧Ｐとの関係が、
速が音速になるための条件であり、外気圧Ｐa とガス吐
出口付近での流路（吐出部）の内圧Ｐとの関係が、
【００１７】
【数１】
【００１８】を満たせば良い。例えば吐出ガスがＮ2 で
ある場合は、κ＝1.4 であるので、(1) 式より Ｐa ／Ｐ≦ 0.578 を満たすようにすれば良い。また、ガスの元圧をＰ0 [P
a]とすると、吐出部の内圧Ｐ[Pa]は、
ある場合は、κ＝1.4 であるので、(1) 式より Ｐa ／Ｐ≦ 0.578 を満たすようにすれば良い。また、ガスの元圧をＰ0 [P
a]とすると、吐出部の内圧Ｐ[Pa]は、
【００１９】
【数２】
【００２０】で求められる。ここに、Σ部分は元圧から
吐出部に至るまでの各流路での圧損の合計であり、ρi
は流路i の平均ガス密度[kg/m3] 、ｖi は流路i の平均
ガス流速[m/s] 、ζi は流路i の摩擦係数[-] である。
ｖi は、吐出部からの吐出流量Ｇ[kg/s]より、
吐出部に至るまでの各流路での圧損の合計であり、ρi
は流路i の平均ガス密度[kg/m3] 、ｖi は流路i の平均
ガス流速[m/s] 、ζi は流路i の摩擦係数[-] である。
ｖi は、吐出部からの吐出流量Ｇ[kg/s]より、
【００２１】
【数３】
【００２２】で求められる。ここに、αはノズル係数
[-] 、Ｓはガス吐出口の総面積[m2]、κはガスの比熱比
[-] 、Ｒはガス定数[J/kg/K]、Ｔはガス温度[K] 、ρは
吐出部でのガス密度[kg/m3] 、Ｓi は吐出部i の流路断
面積[m2]、Ｎi は流路の分岐数である。ガス吐出口の総
面積Ｓは、これらの式(1) 〜(4) を満たす範囲の値を適
宜選択することができる。
[-] 、Ｓはガス吐出口の総面積[m2]、κはガスの比熱比
[-] 、Ｒはガス定数[J/kg/K]、Ｔはガス温度[K] 、ρは
吐出部でのガス密度[kg/m3] 、Ｓi は吐出部i の流路断
面積[m2]、Ｎi は流路の分岐数である。ガス吐出口の総
面積Ｓは、これらの式(1) 〜(4) を満たす範囲の値を適
宜選択することができる。
【００２３】本発明装置によれば、ガス吐出口を目違い
防止板に点列状に面分布させたから、先行材、後行材の
突き合わせ位置が接合装置内でライン長手方向にずれた
場合にも、ガス吐出口の面分布範囲内であれば被接合部
周辺にガスを吐出できる。なお、長手方向の突き合わせ
位置ずれの範囲は、時には100 mmに及ぶことがあるの
で、ガス吐出口は長手方向にこれ以上の範囲で面分布さ
せておけばよい。
防止板に点列状に面分布させたから、先行材、後行材の
突き合わせ位置が接合装置内でライン長手方向にずれた
場合にも、ガス吐出口の面分布範囲内であれば被接合部
周辺にガスを吐出できる。なお、長手方向の突き合わせ
位置ずれの範囲は、時には100 mmに及ぶことがあるの
で、ガス吐出口は長手方向にこれ以上の範囲で面分布さ
せておけばよい。
【００２４】さらに、目違い防止板に設ける流路の個々
の孔径に制限があって十分なヘッダ効果が得られない、
すなわち吐出流速を流路内流速に比較して十分大きくし
て複数の吐出口の流速を均一にすることができない場合
でも、個々のガス吐出口をその総面積がガスの元圧、流
路内での圧損を考慮したチョーク条件を満たすように開
口させたから、個々の吐出口でのガスの吐出流速が音速
と等しくなり、全てのガス吐出口から均等にガスを吹き
出させることができる。
の孔径に制限があって十分なヘッダ効果が得られない、
すなわち吐出流速を流路内流速に比較して十分大きくし
て複数の吐出口の流速を均一にすることができない場合
でも、個々のガス吐出口をその総面積がガスの元圧、流
路内での圧損を考慮したチョーク条件を満たすように開
口させたから、個々の吐出口でのガスの吐出流速が音速
と等しくなり、全てのガス吐出口から均等にガスを吹き
出させることができる。
【００２５】従って、このガスとしてN2ガス、Arガス等
の非酸化性ガスあるいは、H2ガス、COガス、プロパンガ
ス等の可燃性（還元性）ガスを用いることで、被接合部
周辺の雰囲気が満遍なく低酸素化されて、誘導加熱中の
被接合部における酸化スケールの生成をムラなく抑制で
きるようになり、ステンレス鋼、高炭素鋼等の難接合材
であっても十分な接合強度を確保できるようになる。
の非酸化性ガスあるいは、H2ガス、COガス、プロパンガ
ス等の可燃性（還元性）ガスを用いることで、被接合部
周辺の雰囲気が満遍なく低酸素化されて、誘導加熱中の
被接合部における酸化スケールの生成をムラなく抑制で
きるようになり、ステンレス鋼、高炭素鋼等の難接合材
であっても十分な接合強度を確保できるようになる。
【００２６】なお、図１では本発明装置を出側上部の目
違い防止板に設けた例を示したが、本発明装置を設ける
目違い防止板の在所は、被接合部のクランプ場所に応じ
て下部でもよく、上部・下部の双方でもよく、入側で
も、出側・入側の双方でもよい。次に、本発明方法は、
上記本発明装置を用いた熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化
方法であって、前記ガス吐出口から非酸化性ガスまたは
還元性ガスを、鋼片接合時には突き合わせギャップの雰
囲気の酸素濃度を許容値以下にできる流量で、鋼片接合
時以外には前記流路の内圧を外気圧よりも1.5mmAq 以上
高く保てる流量で、吐出させることを要旨とする。
違い防止板に設けた例を示したが、本発明装置を設ける
目違い防止板の在所は、被接合部のクランプ場所に応じ
て下部でもよく、上部・下部の双方でもよく、入側で
も、出側・入側の双方でもよい。次に、本発明方法は、
上記本発明装置を用いた熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化
方法であって、前記ガス吐出口から非酸化性ガスまたは
還元性ガスを、鋼片接合時には突き合わせギャップの雰
囲気の酸素濃度を許容値以下にできる流量で、鋼片接合
時以外には前記流路の内圧を外気圧よりも1.5mmAq 以上
高く保てる流量で、吐出させることを要旨とする。
【００２７】鋼片接合時に、前記ガス吐出口から非酸化
性ガスまたは還元性ガスを、突き合わせギャップの雰囲
気の酸素濃度を許容値以下にできる流量（パージ流量）
で吐出させることで、被接合面での酸化スケールの形成
がムラなく抑えられる。酸素濃度の許容値は鋼組成にも
よるが約１％（体積％の意、以下同じ）である。パージ
流量の値は、この許容値と、突き合わせギャップを包含
する領域（外気をパージして低酸素化すべき領域）の大
きさとを考慮して適宜設定される。
性ガスまたは還元性ガスを、突き合わせギャップの雰囲
気の酸素濃度を許容値以下にできる流量（パージ流量）
で吐出させることで、被接合面での酸化スケールの形成
がムラなく抑えられる。酸素濃度の許容値は鋼組成にも
よるが約１％（体積％の意、以下同じ）である。パージ
流量の値は、この許容値と、突き合わせギャップを包含
する領域（外気をパージして低酸素化すべき領域）の大
きさとを考慮して適宜設定される。
【００２８】一方、鋼片接合時以外（例えば図４（ａ）
の段階）に吐出を停止するのは、ガス吐出口から流路内
に酸素を多く含む外気が侵入し、鋼片接合に際して吐出
を開始してもしばらくは流路内に侵入した外気が吐出さ
れることになり、走間で短時間のうちに行われる接合の
完了までに、突き合わせギャップの雰囲気の酸素濃度を
許容値以下にまで引き下げることが困難となる。
の段階）に吐出を停止するのは、ガス吐出口から流路内
に酸素を多く含む外気が侵入し、鋼片接合に際して吐出
を開始してもしばらくは流路内に侵入した外気が吐出さ
れることになり、走間で短時間のうちに行われる接合の
完了までに、突き合わせギャップの雰囲気の酸素濃度を
許容値以下にまで引き下げることが困難となる。
【００２９】本発明方法で、鋼片接合時以外に、前記ガ
ス吐出口から非酸化性ガスまたは還元性ガスを、前記流
路の内圧を外気圧よりも1.5mmAq 以上高く保てる流量で
吐出させるのは、上記困難性を回避する目的で流路を常
時非酸化性ガスまたは還元性ガスで満たしておくためで
ある。本発明装置で流路内への外気の侵入を防ぐには、
流路内圧と外気圧との差圧を1.5mmAq 以上に保つ必要が
ある。そのための吐出流量は、本発明者らの実験によれ
ばパージ流量の５％程度の少流量でよい。
ス吐出口から非酸化性ガスまたは還元性ガスを、前記流
路の内圧を外気圧よりも1.5mmAq 以上高く保てる流量で
吐出させるのは、上記困難性を回避する目的で流路を常
時非酸化性ガスまたは還元性ガスで満たしておくためで
ある。本発明装置で流路内への外気の侵入を防ぐには、
流路内圧と外気圧との差圧を1.5mmAq 以上に保つ必要が
ある。そのための吐出流量は、本発明者らの実験によれ
ばパージ流量の５％程度の少流量でよい。
【００３０】なお、鋼片接合時以外にもパージ流量で吐
出してもかまわないが、ガスを被接合部以外の鋼片長手
方向部分（定常部）に無駄に吹きつけることになってま
ことに不経済である。したがって、鋼片接合時以外には
前記差圧を1.5mmAq 以上に保つことが可能な最低限の流
量でガスを噴出させることが好ましい。これにより、鋼
片接合時に被接合部周辺の雰囲気を満遍なくしかも経済
的かつ遅滞なく低酸素化することができる。
出してもかまわないが、ガスを被接合部以外の鋼片長手
方向部分（定常部）に無駄に吹きつけることになってま
ことに不経済である。したがって、鋼片接合時以外には
前記差圧を1.5mmAq 以上に保つことが可能な最低限の流
量でガスを噴出させることが好ましい。これにより、鋼
片接合時に被接合部周辺の雰囲気を満遍なくしかも経済
的かつ遅滞なく低酸素化することができる。
【００３１】
【実施例】図１の本発明装置を図３の熱間圧延設備列の
接合装置12の目違い防止板に設けて、熱間鋼片接合雰囲
気を低酸素化し接合を行った。この例ではガス吐出口の
孔径は５mmφ、吐出させるガスはN2ガスであり、パージ
流量でガスを吐出すべき強制パージ期間を、先行材クラ
ンプから接合完了後のアンクランプまで（図４（ｂ）〜
（ｅ）の段階）としている。なお、突き合わせギャップ
の間隔は５mmに設定している。また被接合材はＳＵＳ４
３０である。
接合装置12の目違い防止板に設けて、熱間鋼片接合雰囲
気を低酸素化し接合を行った。この例ではガス吐出口の
孔径は５mmφ、吐出させるガスはN2ガスであり、パージ
流量でガスを吐出すべき強制パージ期間を、先行材クラ
ンプから接合完了後のアンクランプまで（図４（ｂ）〜
（ｅ）の段階）としている。なお、突き合わせギャップ
の間隔は５mmに設定している。また被接合材はＳＵＳ４
３０である。
【００３２】強制パージ期間外でもパージ流量でガスを
吐出させた実施例１、強制パージ期間外では流路内圧が
外気圧＋1.5mmAq となる流量（この例ではガス吐出口の
出口流速５m/s に対応）でガスを吐出させた実施例２、
強制パージ期間外ではガス吐出停止とした比較例、の三
通りについて、被接合面周辺雰囲気の酸素濃度の経時変
化を夫々図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。図示のよ
うにこの例の強制パージ期間は10秒強であり、先行材ク
ランプから突き合わせギャップが形成される後行材クラ
ンプ乃至誘導加熱開始までの時間は２秒足らずと極めて
短い。なお、この酸素濃度は磁気式酸素計を用いて連続
測定した。
吐出させた実施例１、強制パージ期間外では流路内圧が
外気圧＋1.5mmAq となる流量（この例ではガス吐出口の
出口流速５m/s に対応）でガスを吐出させた実施例２、
強制パージ期間外ではガス吐出停止とした比較例、の三
通りについて、被接合面周辺雰囲気の酸素濃度の経時変
化を夫々図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。図示のよ
うにこの例の強制パージ期間は10秒強であり、先行材ク
ランプから突き合わせギャップが形成される後行材クラ
ンプ乃至誘導加熱開始までの時間は２秒足らずと極めて
短い。なお、この酸素濃度は磁気式酸素計を用いて連続
測定した。
【００３３】実施例１では、酸素濃度は強制パージ期間
に入ってはじめて下がりだし、誘導加熱開始の手前（突
き合わせギャップの形成時点前）で許容値（この例では
１％）に到達する。つまり所望の低酸素化を達成でき
る。このときの接合部は仕上圧延中に破断しなかった。
また、実施例２においても、パージ流量への切換時点で
流路がガスで満たされているので、酸素濃度は実施例１
同様速やかに低下して、遅滞なく所望の低酸素化を達成
できる。しかも実施例２は実施例１に比べて消費ガス量
を大幅に低減できて経済的に有利である。無論このとき
の接合部は圧延中に破断しなかった。
に入ってはじめて下がりだし、誘導加熱開始の手前（突
き合わせギャップの形成時点前）で許容値（この例では
１％）に到達する。つまり所望の低酸素化を達成でき
る。このときの接合部は仕上圧延中に破断しなかった。
また、実施例２においても、パージ流量への切換時点で
流路がガスで満たされているので、酸素濃度は実施例１
同様速やかに低下して、遅滞なく所望の低酸素化を達成
できる。しかも実施例２は実施例１に比べて消費ガス量
を大幅に低減できて経済的に有利である。無論このとき
の接合部は圧延中に破断しなかった。
【００３４】これに対して比較例では、流路内に侵入し
た外気をパージする間は酸素濃度が下がらずに低酸素化
が遅延し、強制パージ期間内に被接合面周辺雰囲気の酸
素濃度を許容値に到達させることができない。このとき
の接合部は圧延中に破断してライン停止トラブルを生じ
た。
た外気をパージする間は酸素濃度が下がらずに低酸素化
が遅延し、強制パージ期間内に被接合面周辺雰囲気の酸
素濃度を許容値に到達させることができない。このとき
の接合部は圧延中に破断してライン停止トラブルを生じ
た。
【００３５】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
先行・後行両鋼片の被接合面がなす突き合わせギャップ
が接合装置内でライン方向にずれた場合にも、突き合わ
せギャップ周辺雰囲気を満遍なくしかも遅滞なく低酸素
化でき、被接合面に酸化スケールのない状態で鋼片を接
合できて接合強度が確保できるので、連続熱間圧延中に
ステンレス鋼、高炭素鋼等の難接合材の鋼片が接合部で
破断するトラブルの発生を従来よりも格段に抑制できる
という効果を奏する。
先行・後行両鋼片の被接合面がなす突き合わせギャップ
が接合装置内でライン方向にずれた場合にも、突き合わ
せギャップ周辺雰囲気を満遍なくしかも遅滞なく低酸素
化でき、被接合面に酸化スケールのない状態で鋼片を接
合できて接合強度が確保できるので、連続熱間圧延中に
ステンレス鋼、高炭素鋼等の難接合材の鋼片が接合部で
破断するトラブルの発生を従来よりも格段に抑制できる
という効果を奏する。
【図１】本発明装置の一例を示す（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡＡ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のＢＢ矢
視図である。
（ｂ）は（ａ）のＡＡ矢視図、（ｃ）は（ｂ）のＢＢ矢
視図である。
【図２】実施例１（ａ）、実施例２（ｂ）、比較例
（ｃ）の被接合面周辺雰囲気の酸素濃度の経時変化図で
ある。
（ｃ）の被接合面周辺雰囲気の酸素濃度の経時変化図で
ある。
【図３】エンドレス圧延用の設備列の一例を示す概略側
面図である。
面図である。
【図４】図３の設備列による接合工程の手順図である。
【図５】図４（ｃ）の状態にある接合装置の要部説明図
である。
である。
１ インダクタ
２ ガス吐出口
３ 流路
４ クランプ突起
８ 突き合わせギャップ
９ 粗ミル
10 コイルボックス
11 クロップシヤー
12 接合装置
13 後処理装置
14 仕上ミル
15 先行材
16 後行材
17 出側クランプ装置
17Ａ 目違い防止板（出側）
18 入側クランプ装置
18Ａ 目違い防止板（入側）
19 磁界
20 接合部
21 櫛歯状の切欠
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 清水 益人
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
(56)参考文献 特開 平10−230301（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−130211（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21B 15/00
B21B 1/26
Claims (2)
- 【請求項１】 熱間で接合すべき鋼片の先行材と後行材
を厚さ方向にクランプして被接合面を突き合わせするク
ランプ装置の目違い防止板に設けられる熱間鋼片接合雰
囲気の低酸素化装置であって、点列状に面分布して被接
合部周辺にガスを吐出できるガス吐出口および該ガス吐
出口への流路を有し、該ガス吐出口の総面積が、ガスの
元圧、流路内での圧損を考慮したチョーク条件を満たす
ことを特徴とする熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の低酸素化装置を用いた熱
間鋼片接合雰囲気の低酸素化方法であって、前記ガス吐
出口から非酸化性ガスまたは還元性ガスを、鋼片接合時
には突き合わせギャップの雰囲気の酸素濃度を許容値以
下にできる流量で、鋼片接合時以外には前記流路の内圧
を外気圧よりも1.5mmAq 以上高く保てる流量で、吐出さ
せることを特徴とする熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08075099A JP3425715B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08075099A JP3425715B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置および方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000271610A JP2000271610A (ja) | 2000-10-03 |
| JP3425715B2 true JP3425715B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=13727093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08075099A Expired - Fee Related JP3425715B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 熱間鋼片接合雰囲気の低酸素化装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3425715B2 (ja) |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP08075099A patent/JP3425715B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000271610A (ja) | 2000-10-03 |
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