JP3629120B2 - 異幅接合板の圧延破断防止方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粗圧延後のシートバーを先行する仕上圧延中のシートバーに板厚方向に接合して連続的に圧延する熱間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延鋼板は、粗圧延機群により所定の厚さまで圧延したシートバーを、後続する仕上圧延機群により仕上圧延し、このシートバーをコイラーにより巻き取ることにより製造される。
近年、生産性向上、品質向上を目的として、粗圧延機群と仕上圧延機群との間に先行するシートバー（以後、先行材とする）と後行するシートバー（以後、後行材とする）を接合して連続的に仕上圧延する連続熱間圧延が行われている。
【０００３】
このような連続熱間圧延においては、シートバーの接合方式に関していくつかの方法が提案されている。
例えば、特開昭６０−２４４４０１号公報では、ソレノイド型コイルで急速に加熱したシートバー同士を押圧して接合する方法が開示されている。この方法では、シートバーを停止して加熱する場合には生産性を低下させることや、シートバーを走行しながら加熱する場合には大きな加熱装置を含む接合装置を走行させる設備が必要となり設備コストが高くなるという問題がある。
【０００４】
また、特開平７−２５６３０４号公報では、レーザービームを利用してシートバー同士を接合する方法が開示されている。この方法では、レーザー発振器をオフライン上に設置することができるため、接合装置をコンパクトにできる。しかしながら、レーザービームによってシートバーを上面側より溶融接合するため、溶け落ちの問題からシートバーの全厚を溶接することはできず、板厚方向に接合されない未接合領域が存在する。また、接合時間をより短縮するためには溶接深さを小さくすることが望ましいが、板厚方向の未接合領域が増えるために、後の仕上圧延時の板端に生じる引張応力によって板端割れが生じるという問題がある。
【０００５】
一方、先行材と後行材の板幅が異なる場合の接合、すなわち異幅材の接合に関しては、先行材が後行材に比べて幅が狭い場合、広幅の後行材の先端幅を先行材の幅に合わせる加工を施す方法がいくつか知られている。
例えば、特開昭６３−１１５６０５号公報では、幅が狭い先行材に幅が広い後行材を接合した後に、接合部の両端に円弧状の切り欠きを設けることが提案されている。また、特開平５−１５９０３号公報では、接合機手前のコイルボックス内で幅が広い先行材の後端を幅が狭い後行材の幅寸法に合わせるために、幅を漸減する加工を施し、接合した後に仕上圧延を行う方法が提案されている。
【０００６】
これら端部加工方法は異幅材の接合部を同幅材の接合部に近づけるものであるが、接合部に加工を施すための設備を新たに追加する必要があることや加工を施すタイミングによっては生産性を低下させるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、先行するシートバーを後行するシートバーに板厚方向に部分的に接合して連続的に仕上圧延する方法において、特別に接合部を加工することなしに、シートバー接合部の板端を破断させることなく仕上圧延する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先行する粗圧延後のシートバーの後端に、後行の粗圧延後のシートバーの先端を板厚方向に部分的に接合して連続的に圧延する熱間圧延方法において、後行するシートバーの幅Ｗｂｔｍ と、先行するシートバーの幅Ｗｔｏｐ との関係が、下記の関係を満たすようにして圧延することを特徴とする連続熱間圧延方法である。
【０００９】
Ｗbtm ≦Ｗtop −４ｔtop または Ｗbtm ≧Ｗtop ＋４ｔbtm ただし、Ｗbtm ：後行シートバーの幅、ｔbtm ：後行シートバーの板厚Ｗtop ：先行シートバーの幅、ｔtop ：先行シートバーの板厚すなわち、図１に示すような、幅寸法のシートバー同士を組み合わせて接合するものである。ここで、図１（ａ）は先行材が後行材に比べて幅が広い場合、図１（ｂ）は先行材が後行材に比べて幅が狭い場合である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者らは幅寸法の異なるシートバー同士を、図２に示すようにシートバーの上面側から板厚方向に部分的に、すなわち上面側から一定の厚さまで、接合した後、接合部に板厚方向に接合されていない部分（以下、未接合部とする）が存在する状態で、仕上圧延を行い、仕上圧延後の未接合部の開口状況を調査し、以下の知見を得た。
【００１１】
図３は１パス圧延後のシートバーの接合部を裏面側から見た、すなわち未接合部の平面形状を示しているが、先行材と後行材の幅寸法が等しいシートバー同士を上面側から板厚方向に部分的に接合して仕上圧延を行うと、図３（ａ）に示すように、先行材後端において、板端での幅広がりにより幅中央部に比べて板端の圧延方向に供給されるメタルが不足するために、未接合部の平面形状が板端に比べて幅中央側が張り出す、いわゆるタング状に変形する。この変形は板厚方向に部分的に接合した材料における特徴的な変形であり、未接合部が圧延によって切板の後端がタング状のクロップを形成するのと同様な変形を受けるためである。後行材先端も同様に未接合部の自由変形によりタング状に変形する。このときの後行材先端のタング張り出し量ｂｂｔｍ は先行材後端のタング張り出し量ｂｔｏｐ に比べて小さくなる。接合部の板端では、先行材と後行材のタング形状の重ね合わせによって板端の未接合部開口量が大きくなり、同時に上面側の接合部は圧延方向に薄く引き延ばされる。板端での割れは、この開口量がある値以上になると、上面側の接合部が薄く引き延ばされることで加工硬化し、接合部の延性が低下することで発生することを突き止めた。
【００１２】
このタング形状をよく観察すると、タング形状は圧下率や板厚方向接合率によっても変化するが、板幅によらず板端からある一定距離内で張り出すもので、特に板端から圧延前の初期板厚程度の幅内側で張り出し量が急激に変化することがわかった。図４は初期板厚４０mm、板幅１６００mm、板厚方向接合率３０％の同幅接合材を圧下率０．５で仕上圧延を１パス行った場合の未接合部開口量の幅方向分布を調べたものであるが、板端から約５０mmの幅範囲での未接合部の開口が大きいことがわかる。また図５はＦＥＭ解析により初期板厚４０mm、板幅１０００mmと１６００mm、板厚方向接合率３０％の同幅接合材を圧下率０．５で仕上圧延を１パス行った場合の圧延中のロールバイト内で接合部に作用する圧延方向応力を示しているが、板幅に関係なく板端から初期板厚の２倍程度の範囲に引張応力が作用しており、板端から初期板厚程度の幅内側では板端に比べて引張応力が半分以下となる。
【００１３】
本発明はこの現象に着目し、先行材に対して幅が狭い後行材を接合する際に、図３（ｂ）に示すように、圧延により未接合部の張り出しが緩やか、すなわち張り出し部が幅方向でフラットになる先行材後端の幅領域に後行材を接合することで、接合部の幅端部での開口量を同幅材に比べて先行材後端のタング張り出し量だけ小さくすることができることを突き止めた。そのため、同幅材と同じ板厚方向接合率でも接合部の幅端部の開口量は小さくなり、その結果板端での破断を防止することができる。後行材が先行材に比べて幅が広い場合（図３（ｃ））においても、後行材先端のタング形状の張り出しが緩やかになる幅領域に先行材を接合することによって同様の効果が得られる。ただし、先行材が後行材に比べて幅が狭い場合においては、先行材後端のタング形状が後行材先端のタング形状よりも大きいため、幅端部の破断は先行材が後行材よりも幅が広い場合に比べて起こりやすい。それゆえに、異幅材を接合する場合には先行材の幅を後行材に比べて広くして接合する方がもっとも接合部の板端での破断を防止することができる。
【００１４】
したがって、本発明は、先行材と後行材の幅寸法の差がある値以上となるようにシートバーの圧延順序（スケジュール）を調整して圧延を行うことにより、板端での割れを防止できる。
【００１５】
【実施例】
表１に示すような幅寸法の先行材と後行材を、幅が狭い材料の全幅を上面側から板厚方向に３０％レーザー接合した異幅のシートバー（厚さ４０ｍｍ、長さ９０００ｍｍ）を１２００℃に加熱し、ワークロール径８５０ｍｍの仕上圧延機で板厚３ｍｍまで仕上圧延を行った。表２に各実施例の圧延後の接合部の板端での割れ発生状況を示す。表２から明らかなように、本発明によれば、仕上圧延後の接合部にエッジ割れの発生は見られない。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、幅寸法の異なるシートバー同士を接合し仕上圧延する連続熱間圧延において、接合部の幅端部に特別な加工を施すことなく、また加工を施すための設備追加を行うことなく、仕上圧延中の接合部幅端部での割れ発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明方法の概略図を示すもので、（ａ）は先行材が後行材に比べて幅が広い場合、（ｂ）は先行材が後行材に比べて幅が狭い場合を示す。
【図２】図２は先行材と後行材を突き合わせた後、板厚方向に部分的に接合した圧延方向断面を示す。
【図３】図３は１パス圧延後の未接合部の平面形状図で、（ａ）は先行材と後行材が同幅の場合、（ｂ）は先行材が後行材に比べて幅が広い場合、（ｃ）は先行材が後行材に比べて幅が狭い場合を示す。
【図４】図４は仕上１パス圧延後の未接合部開口量を示す。
【図５】図５は仕上１パス圧延中に接合部に作用する圧延方向応力を示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は、粗圧延後のシートバーを先行する仕上圧延中のシートバーに板厚方向に接合して連続的に圧延する熱間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延鋼板は、粗圧延機群により所定の厚さまで圧延したシートバーを、後続する仕上圧延機群により仕上圧延し、このシートバーをコイラーにより巻き取ることにより製造される。
近年、生産性向上、品質向上を目的として、粗圧延機群と仕上圧延機群との間に先行するシートバー（以後、先行材とする）と後行するシートバー（以後、後行材とする）を接合して連続的に仕上圧延する連続熱間圧延が行われている。
【０００３】
このような連続熱間圧延においては、シートバーの接合方式に関していくつかの方法が提案されている。
例えば、特開昭６０−２４４４０１号公報では、ソレノイド型コイルで急速に加熱したシートバー同士を押圧して接合する方法が開示されている。この方法では、シートバーを停止して加熱する場合には生産性を低下させることや、シートバーを走行しながら加熱する場合には大きな加熱装置を含む接合装置を走行させる設備が必要となり設備コストが高くなるという問題がある。
【０００４】
また、特開平７−２５６３０４号公報では、レーザービームを利用してシートバー同士を接合する方法が開示されている。この方法では、レーザー発振器をオフライン上に設置することができるため、接合装置をコンパクトにできる。しかしながら、レーザービームによってシートバーを上面側より溶融接合するため、溶け落ちの問題からシートバーの全厚を溶接することはできず、板厚方向に接合されない未接合領域が存在する。また、接合時間をより短縮するためには溶接深さを小さくすることが望ましいが、板厚方向の未接合領域が増えるために、後の仕上圧延時の板端に生じる引張応力によって板端割れが生じるという問題がある。
【０００５】
一方、先行材と後行材の板幅が異なる場合の接合、すなわち異幅材の接合に関しては、先行材が後行材に比べて幅が狭い場合、広幅の後行材の先端幅を先行材の幅に合わせる加工を施す方法がいくつか知られている。
例えば、特開昭６３−１１５６０５号公報では、幅が狭い先行材に幅が広い後行材を接合した後に、接合部の両端に円弧状の切り欠きを設けることが提案されている。また、特開平５−１５９０３号公報では、接合機手前のコイルボックス内で幅が広い先行材の後端を幅が狭い後行材の幅寸法に合わせるために、幅を漸減する加工を施し、接合した後に仕上圧延を行う方法が提案されている。
【０００６】
これら端部加工方法は異幅材の接合部を同幅材の接合部に近づけるものであるが、接合部に加工を施すための設備を新たに追加する必要があることや加工を施すタイミングによっては生産性を低下させるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、先行するシートバーを後行するシートバーに板厚方向に部分的に接合して連続的に仕上圧延する方法において、特別に接合部を加工することなしに、シートバー接合部の板端を破断させることなく仕上圧延する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先行する粗圧延後のシートバーの後端に、後行の粗圧延後のシートバーの先端を板厚方向に部分的に接合して連続的に圧延する熱間圧延方法において、後行するシートバーの幅Ｗｂｔｍ と、先行するシートバーの幅Ｗｔｏｐ との関係が、下記の関係を満たすようにして圧延することを特徴とする連続熱間圧延方法である。
【０００９】
Ｗbtm ≦Ｗtop −４ｔtop または Ｗbtm ≧Ｗtop ＋４ｔbtm ただし、Ｗbtm ：後行シートバーの幅、ｔbtm ：後行シートバーの板厚Ｗtop ：先行シートバーの幅、ｔtop ：先行シートバーの板厚すなわち、図１に示すような、幅寸法のシートバー同士を組み合わせて接合するものである。ここで、図１（ａ）は先行材が後行材に比べて幅が広い場合、図１（ｂ）は先行材が後行材に比べて幅が狭い場合である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者らは幅寸法の異なるシートバー同士を、図２に示すようにシートバーの上面側から板厚方向に部分的に、すなわち上面側から一定の厚さまで、接合した後、接合部に板厚方向に接合されていない部分（以下、未接合部とする）が存在する状態で、仕上圧延を行い、仕上圧延後の未接合部の開口状況を調査し、以下の知見を得た。
【００１１】
図３は１パス圧延後のシートバーの接合部を裏面側から見た、すなわち未接合部の平面形状を示しているが、先行材と後行材の幅寸法が等しいシートバー同士を上面側から板厚方向に部分的に接合して仕上圧延を行うと、図３（ａ）に示すように、先行材後端において、板端での幅広がりにより幅中央部に比べて板端の圧延方向に供給されるメタルが不足するために、未接合部の平面形状が板端に比べて幅中央側が張り出す、いわゆるタング状に変形する。この変形は板厚方向に部分的に接合した材料における特徴的な変形であり、未接合部が圧延によって切板の後端がタング状のクロップを形成するのと同様な変形を受けるためである。後行材先端も同様に未接合部の自由変形によりタング状に変形する。このときの後行材先端のタング張り出し量ｂｂｔｍ は先行材後端のタング張り出し量ｂｔｏｐ に比べて小さくなる。接合部の板端では、先行材と後行材のタング形状の重ね合わせによって板端の未接合部開口量が大きくなり、同時に上面側の接合部は圧延方向に薄く引き延ばされる。板端での割れは、この開口量がある値以上になると、上面側の接合部が薄く引き延ばされることで加工硬化し、接合部の延性が低下することで発生することを突き止めた。
【００１２】
このタング形状をよく観察すると、タング形状は圧下率や板厚方向接合率によっても変化するが、板幅によらず板端からある一定距離内で張り出すもので、特に板端から圧延前の初期板厚程度の幅内側で張り出し量が急激に変化することがわかった。図４は初期板厚４０mm、板幅１６００mm、板厚方向接合率３０％の同幅接合材を圧下率０．５で仕上圧延を１パス行った場合の未接合部開口量の幅方向分布を調べたものであるが、板端から約５０mmの幅範囲での未接合部の開口が大きいことがわかる。また図５はＦＥＭ解析により初期板厚４０mm、板幅１０００mmと１６００mm、板厚方向接合率３０％の同幅接合材を圧下率０．５で仕上圧延を１パス行った場合の圧延中のロールバイト内で接合部に作用する圧延方向応力を示しているが、板幅に関係なく板端から初期板厚の２倍程度の範囲に引張応力が作用しており、板端から初期板厚程度の幅内側では板端に比べて引張応力が半分以下となる。
【００１３】
本発明はこの現象に着目し、先行材に対して幅が狭い後行材を接合する際に、図３（ｂ）に示すように、圧延により未接合部の張り出しが緩やか、すなわち張り出し部が幅方向でフラットになる先行材後端の幅領域に後行材を接合することで、接合部の幅端部での開口量を同幅材に比べて先行材後端のタング張り出し量だけ小さくすることができることを突き止めた。そのため、同幅材と同じ板厚方向接合率でも接合部の幅端部の開口量は小さくなり、その結果板端での破断を防止することができる。後行材が先行材に比べて幅が広い場合（図３（ｃ））においても、後行材先端のタング形状の張り出しが緩やかになる幅領域に先行材を接合することによって同様の効果が得られる。ただし、先行材が後行材に比べて幅が狭い場合においては、先行材後端のタング形状が後行材先端のタング形状よりも大きいため、幅端部の破断は先行材が後行材よりも幅が広い場合に比べて起こりやすい。それゆえに、異幅材を接合する場合には先行材の幅を後行材に比べて広くして接合する方がもっとも接合部の板端での破断を防止することができる。
【００１４】
したがって、本発明は、先行材と後行材の幅寸法の差がある値以上となるようにシートバーの圧延順序（スケジュール）を調整して圧延を行うことにより、板端での割れを防止できる。
【００１５】
【実施例】
表１に示すような幅寸法の先行材と後行材を、幅が狭い材料の全幅を上面側から板厚方向に３０％レーザー接合した異幅のシートバー（厚さ４０ｍｍ、長さ９０００ｍｍ）を１２００℃に加熱し、ワークロール径８５０ｍｍの仕上圧延機で板厚３ｍｍまで仕上圧延を行った。表２に各実施例の圧延後の接合部の板端での割れ発生状況を示す。表２から明らかなように、本発明によれば、仕上圧延後の接合部にエッジ割れの発生は見られない。
【００１６】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明によれば、幅寸法の異なるシートバー同士を接合し仕上圧延する連続熱間圧延において、接合部の幅端部に特別な加工を施すことなく、また加工を施すための設備追加を行うことなく、仕上圧延中の接合部幅端部での割れ発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明方法の概略図を示すもので、（ａ）は先行材が後行材に比べて幅が広い場合、（ｂ）は先行材が後行材に比べて幅が狭い場合を示す。
【図２】図２は先行材と後行材を突き合わせた後、板厚方向に部分的に接合した圧延方向断面を示す。
【図３】図３は１パス圧延後の未接合部の平面形状図で、（ａ）は先行材と後行材が同幅の場合、（ｂ）は先行材が後行材に比べて幅が広い場合、（ｃ）は先行材が後行材に比べて幅が狭い場合を示す。
【図４】図４は仕上１パス圧延後の未接合部開口量を示す。
【図５】図５は仕上１パス圧延中に接合部に作用する圧延方向応力を示す。
Claims (2)
- 先行する粗圧延後のシートバーの後端に、後行の粗圧延後のシートバーの先端を板厚方向に部分的に接合して連続的に圧延する熱間圧延方法において、後行するシートバーの幅Ｗbtm と、先行するシートバーの幅Ｗtop との関係が、下記の関係を満たすようにして圧延することを特徴とする連続熱間圧延方法。Ｗbtm ≦Ｗtop −４ｔtop ただし、Ｗbtm ：後行シートバーの幅Ｗtop ：先行シートバーの幅ｔtop ：先行シートバーの板厚
- 先行する粗圧延後のシートバーの後端に、後行の粗圧延後のシートバーの先端を板厚方向に部分的に接合して連続的に圧延する熱間圧延方法において、後行するシートバーの幅Ｗbtm と、先行するシートバーの幅Ｗtop との関係が、下記の関係を満たすようにして圧延することを特徴とする連続熱間圧延方法。Ｗbtm ≧Ｗtop ＋４ｔbtm ただし、Ｗbtm ：後行シートバーの幅Ｗtop ：先行シートバーの幅ｔbtm ：後行シートバーの板厚
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10175697A JP3629120B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 異幅接合板の圧延破断防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10175697A JP3629120B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 異幅接合板の圧延破断防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10291003A JPH10291003A (ja) | 1998-11-04 |
| JP3629120B2 true JP3629120B2 (ja) | 2005-03-16 |
Family
ID=14309087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10175697A Expired - Fee Related JP3629120B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 異幅接合板の圧延破断防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3629120B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE524370C2 (sv) * | 2002-05-10 | 2004-08-03 | Tetra Laval Holdings & Finance | Förpackningslaminat, bigvals, samt ett skikt för användning till ett förpackningslaminat |
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1997
- 1997-04-18 JP JP10175697A patent/JP3629120B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10291003A (ja) | 1998-11-04 |
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