JP3670817B2 - Steel joining method for hot continuous rolling - Google Patents
Steel joining method for hot continuous rolling Download PDFInfo
- Publication number
- JP3670817B2 JP3670817B2 JP27562297A JP27562297A JP3670817B2 JP 3670817 B2 JP3670817 B2 JP 3670817B2 JP 27562297 A JP27562297 A JP 27562297A JP 27562297 A JP27562297 A JP 27562297A JP 3670817 B2 JP3670817 B2 JP 3670817B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joining
- torch
- steel material
- time
- steel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば製鉄業等において、熱間連続圧延のために先行鋼材と後行鋼材を走間接合する場合に適用される鋼材の接合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、鉄鋼業においては、熱間連続圧延ラインで、前後に連続して搬送される鋼材同志を接合する工程があり、この熱間連続圧延の生産性を向上させるために、接合を鋼材の搬送中に行う、いわゆる走間接合を行う要請が高まっている。従来、この走間接合を行うための走間接合設備としては、例えば図7に示すように、溶接装置aとクランンプ装置ka、kbを搭載した走行体bを、駆動装置(図示省略)により駆動する搬送ローラーcを跨いで、架台d上に敷設した軌道r上で駆動装置eにより走行可能に配設し、この走行体bを搬送ローラーにより前後に連続して搬送される先行鋼材saと後行鋼材sbと同期的に走行させながら、クランプ装置ka、kbで先行鋼材saの後端部と後行鋼材sbの先端部をクランプし、搬送ローラーdで搬送中の先行鋼材saの後端面と後行鋼材の先端面の突き合わせ部を走間で溶接するように構成した走間溶接設備が知られている。(参考技術:特開平7−1007号公報、特開平7−16611号公報)
【0003】
この走間溶接設備により走間接合して得られた接合部が、仕上げ圧延過程で破断を生じた場合には、連続圧延操業が不能になるとともに、半成品処理を必要としコストの増大も招くことになるため、この接合部に対しては、仕上げ圧延過程で荷重(張力)に十分に耐える強度を有していることが要求される。このような接合強度を有する接合部を確保し、接合時間を短縮するとことも試みられている。
【0004】
この接合時間の短縮する方法として、図8に示すように、鋼材sの板幅a方向に、アークまたはレーザー溶接トーチrtを備えた2台の走行台車Rd、Rwを配置し、この2台の走行台車を鋼材sの板幅方向に所定間隔をもって配置し、前記突き合わせ部(接合線)に沿って同期的に走行させて該突き合わせ部を接合する、鋼材の板幅方向で接合区域を分担する方法がある。
【0005】
この場合では、前記2台の走行台車は設備上の制約から、図8に示すように、走行台車Rdの接合トーチrtは、接合する鋼材sの幅方向中心線CLから一方側の側端に移動し、走行台車Rwの接合トーチrtは、鋼材sの他方側から幅方向中心線CLに移動させる構造であり、この2本の接合トーチrtの移動距離ddとdwは同じにしている。
【0006】
一方、前記先行鋼材と後行鋼材の突き合わせ部を溶融させて接合し、その所定時間後に、そのままの状態で仕上げ圧延すると、鋼材側端部に耳割れが発生し、これを起点として該接合部が破断に至る場合がある。これは、前記接合部における溶融金属が高温に加熱されて冷却する過程でサルファー脆化が発生して前記側端部が仕上げ圧延時に発生する張力に耐えられないことに起因するもので、鋼材側端部において発生する場合が多い。
【0007】
このため、最後に接合を完了した鋼材側端部の温度が1200℃以下まで低下した段階で、接合部に圧縮歪みを付与してサルファー脆化の発生により機械的強度が弱くなることを回避した後、前記仕上げ圧延機で圧延することが行われる。しかし、この場合、図9に示すように、走行台車Rdの接合トーチrtによる鋼材側端(Ds側)の接合が完了してから、この部分の温度が1200℃以下まで低下するまでの間(4秒程度)は圧縮歪みをかけることができず、その分、接合開始から仕上圧延機に噛み込せるまでの時間を短縮する障害になっていた。したがって、この時間の短縮の観点では、必ずしも要請に十分に応えられるものとは言い難い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、熱間連続圧延のための先行鋼材と後行鋼材を、2本の接合トーチを用いて板幅方向で走間接合する場合において、サルファー脆化がなく、仕上げ圧延過程で破断を生じない接合部を安定確保し、仕上げ圧延後の鋼板の品質を安定確保することを前提として、接合開始から仕上げ圧延機に噛み込せるまでの時間を短縮できる鋼材の接合方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の発明は、熱間連続圧延のための走間接合設備による先行鋼材と後行鋼材の接合方法において、前記接合する鋼材の幅方向中央部側から一方側の側端部側に移動させる第1接合トーチと、他方側の側端部側から幅方向中央部側に移動させる第2接合トーチにより、鋼材の幅方向の接合を分担して行い、接合が完了した後に接合部に圧縮又は引張り歪みを付与して、該接合部におけるサルファー脆化を回避し、その後、仕上げ圧延を行うに際して、前記の第1接合トーチでの接合終了時間を、第2接合トーチでの接合終了時間より早くし、前記第1接合トーチで接合した鋼材側端部温度が1200℃〜1100℃の範囲内にある段階で圧縮又は引張り歪みを付与することを特徴とする熱間連続圧延のための鋼材接合方法。第二の発明は、第一の発明において、前記第1接合トーチでの接合終了時間を、下記式で求められる時間△Tだけ第2接合トーチでの接合終了時間より早くすることを特徴とする熱間連続圧延のための鋼材接合方法。
△T=Ta
ただし、
Ta:第1接合トーチでの接合が完了してから鋼材側端部に圧縮又は引張り歪みを付与することにより、1200℃になるまでの時間
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明においては、鋼材の幅方向中央部側から一方側の側端部側に移動させる第1接合トーチと、他方側の側端部側から幅方向中央部側に移動させる第2接合トーチにより、鋼材の幅方向の接合を分担して行う場合に、例えば第1接合トーチでの接合時間を、第2接合トーチでの接合時間より短くすることにより、第1接合トーチでの接合を早く終了させ、その時間差(数秒)分だけ鋼材側端部がサルファ−脆化を回避できる温度1200℃以下になるのを早くし、圧縮又は引張り歪み付与を早くして、仕上圧延機に噛み込ませるまでの時間を短縮することができる。したがって、サルファー脆化のない接合部を安定確保し、仕上げ圧延後の鋼板の品質を安定確保して、高速圧延に対応することができる。
【0011】
第1接合トーチでの接合が、第2接合トーチでの接合時間より早く終了させるには、前記のように第1接合トーチの接合距離を第2接合トーチでの接合距離より短くする方法と、第1接合トーチのレーザービーム(あるいはアーク)の強度を第2接合トーチのレーザービーム(あるいはアーク)の強度より強くして第1接合トーチの接合速度を早くする方法があるが、前者の方法が簡易で経済的で有利である。
【0012】
第1接合トーチでの接合が第二の接合より、少しでも早く終了すればそれだけの効果はあるが、下記式で求められる時間△Tの場合が最も好ましい。
△T=Ta (秒)
ただし、
Ta:第1接合トーチでの接合が完了してから鋼材側端部に圧縮又は引張り歪みを付与することにより、サルファ−脆化を回避できる温度1200℃になるまでの時間
【0013】
図1は、本発明での第1接合トーチ8dと第2接合トーチ8wの配置と移動距離を示したものである。(ここでは接合トーチはレーザー溶接装置の接合トーチである。)
図1に示すように、第1接合トーチ8dと第2接合トーチ8wを板幅a方向に移動可能に配設し、この2本の接合トーチを同じ方向(矢印方向)に同時に移動を開始させるが、こここでは、2本の接合トーチの移動距離は同じではない。すなわち、第1接合トーチ8dは板幅の中心0から距離xずれた位置0xから一側端Pdまでの距離daを、また、第2接合トーチ8wは他端Pwから0xまでの距離waを移動する。
したがって、移動速度(接合速度)を同じにした場合は、移動距離の短い第1接合トーチ8dによる接合が距離xの移動時間分早く終了し、第2接合トーチ8wによる接合が距離xの移動時間分遅れて完了することになる。
【0014】
図2は、鋼材1a(1b)の板幅aが1100mmの場合に、本発明での第1接合トーチ8dと第2接合トーチ8wにより板幅方向で接合を分担した場合の接合例において、第2接合トーチ8wでの接合が完了した時における板幅方向距離(位置)と溶接部の温度との関係を示したものであり、また、図3は、実験から求められた溶接部の温度(℃)と時間経過による温度降下の関係を示したものである。
【0015】
上記式のTaは図3の場合では、第1接合トーチで最後に接合した鋼材側端部の温度が1200℃になるまでの時間4秒であることから、これと同等の時間(4秒)ということになる。この場合、接合部にサルファー脆化を発生させないための圧縮又は引張り歪み付与は、第1接合トーチ8dと第2接合トーチ8wで板幅の1/2づつ分担して接合した場合より、2秒早く行うことができ、その分、接合開始から仕上げ圧延機に噛み込せるまでの時間を短縮することが可能になる。
【0016】
図2の場合では、第1接合トーチ8dでの接合距離waは、板幅aの1/2より2秒分短く、第2接合トーチ8wの接合距離waは板幅の1/2より2秒分長くしており、全体の接合時間は、板幅の1/2づつ分担して接合した場合より2秒長くなるが、第2接合トーチ8wでの接合は、第1接合トーチ8dでの接合の完了時点から4秒後に完了することになり、この完了時点では、第1接合トーチで最後に接合した鋼材側端部の接合部の温度は、サルファー脆化を防止するために圧縮又は引張り歪みを付与する温度である1200℃以下になっており、圧縮又は引張り歪みの付与が可能な状態になっている。このことから接合開始から歪みを付与するまでの時間は、1/2接合する場合より2秒短くすることができる。
【0017】
第1接合トーチ8dにより接合された鋼材側端部の温度が1200℃になっても、板幅方向中央部は第2接合トーチwにより接合完了直後であり、温度が1500℃以上と高いが、実験では板幅方向中央部の場合は、サルファ脆化現象は生じても破断原因とならないことを確認している。したがって、第2接合トーチ8wでの接合が完了すると直ちに歪みを付与しても問題はない。
【0018】
なお、溶接部の温度が1200℃を超える温度領域で前記歪みを付与した場合には、サルファ脆化現象を防止できず、仕上げ圧延過程で接合部破断を生じる恐れが増大する。また、1100℃未満の温度領域で歪みを付与した場合には、圧縮又は引張り歪みの付与効果が小さく、サルファー脆化の発生防止効果が不十分で接合強度の安定確保ができない。したがって、歪みの付与は、溶接熱の影響が小さくなる1200℃以下で1100℃以上の温度領域で行うことが好ましく、時間短縮のためには1200℃以下で1200℃に近い温度領域で行うことがより好ましい。
【0019】
なお、本発明は片面接合の場合のみではなく、両面接合の場合も適用できるものである。両面接合の場合には、上面側と下面側を同時に接合することになり、温度は影響し合うので、これを考慮して条件設定する必要がある。
【0020】
本発明は、図4〜図6に示す熱間連続圧延設備(例)において実施することができる。
この熱間連続圧延設備(例)は、図4に示すように、加熱鋼片1を粗圧延機2で熱間圧延し、得られた鋼材1oを一旦コイルボックス3に貯留した後、搬送ローラー4で仕上げ圧延機5に導き、この仕上げ圧延機で熱間連続圧延して鋼板1pを製造する場合において、コイルボックス3と仕上げ圧延機5間で搬送ローラー4により前後に連続して搬送される鋼材1a、1bを走間で溶接できるようにする走間溶接設備6を備えたものである。
【0021】
この走間接合設備6は、駆動装置10により軌道11上を搬送ローラー4により前後に連続して搬送される鋼材1a、1bと同期して走行可能な走行体9を備えており、この走行体には、先行鋼材1aと後行鋼材1bをクランプするクランプ装置7a、7bと、図2に示すように鋼材1a(1b)のDS側を接合するためのレーザー溶接装置8の第1接合トーチ8dと、WS側を接合する第2接合トーチ8wが搭載されている。
【0022】
搬送ローラー4は、クランプ装置7a、7bや接合トーチ8d、8wと干渉しない位置に退避、復帰できる構造(図示省略)を備えており、走行体9を走行させながら、クランプ装置7a、7bで先行鋼材1aと後行鋼材1bをクランプし、駆動装置Mdで第1接合トーチ8dを、また、駆動装置Mwで第2接合トーチ8wを、先行鋼材1a、後行鋼材1bの板幅a方向の同じ方向に同期的に移動させ、先行鋼材1aと後行鋼材1bの突き合わせ部を、同時的に分担して走間接合するように構成されている。
【0023】
図中12はクランプ装置7bに連結された油圧シリンダーで、先行鋼材1a、後行鋼材1b歪み付与(圧縮歪みの場合には先行鋼材1aと後行鋼材を押圧する方向に動作し、引張り歪みの場合には両者を引張る方向に動作する)装置として用いられる。13は、第1接合トーチ8dと第2接合トーチ8wを移動させるための軌道である。
【0024】
ここで用いられる第1接合トーチ8dと第2接合トーチ8wを備えたレーザー溶接装置8は、概念的には例えば図3に示すように、レーザービーム発振器14、反射鏡15、16、シャッター17をそ備えており、レーザービーム発振器13からのレーザービーム18を反射鏡15、16、シャッター17を介して、先行鋼材1aの後端と後行鋼材1bの先端の突き合わせ部において、その片面側から照射し、駆動装置8p、Md、Mwにより両接合トーチ8d、8wを接合線WLに沿って鋼材の板幅a方向に移動させて突き合わせ部を溶融・凝固させることにより、先行鋼材1aの後端と後行鋼材1bの先端を接合するように構成されている。
【0025】
この例でのDS側を接合する第1接合トーチ8dとWs側を接合する第2接合トーチ8wは、本発明の第一の発明及び第二の発明を実施できるように構成されており、予め演算装置19に設定されたライン速度、板厚、板幅、圧延条件に応じた接合条件、破断を生じない接合率とこの接合率を得るための接合範囲(接合深さ、接合開始点、接合距離、接合終点)、移動パターンで、駆動制御装置20d20wを介して制御される。
【0026】
また、演算装置19には、圧縮歪み付与条件が設定されており、第2接合トーチ8wによるWS側の接合完了時点から所定時間経過後に、出力制御装置21を介して油圧ポンプ22の出力を制御して圧縮歪みの付与制御が行われる。
【0027】
そして、クランプ装置7a、7bでクランプされた先行鋼材1aの後端と後行鋼材1bの先端を突き合わせ走行状態で、駆動装置Mw、Mdにより第1接合トーチ8dと第2接合トーチ8wを板幅方向に所定速度で同期的に移動させながら、該突き合わせ部において、そのDS側とのWS側の所定範囲を、所定の接合率で同時的に接合を開始し、所定時間経過後に油圧シリンダー12により圧縮歪みを付与して接合を完了させることができる。この場合、演算装置18を用いないで、テーブルを作成して前記の溶接条件を設定、制御するようにしてもよい。この歪み付与のタイミングは、温度を実測して管理してもよいが、タイマーより、接合完了時点からの経過時間で管理するのが簡易である。この場合の経過時間は数秒である。
【0028】
なお、本発明を実施するための走間接合設備は上記の走間接合設備例にのみ限定されるものではない。例えば、走間接合設備を構成するレーザー溶接装置、クランプ構造、搬送ローラーおよび退避・復帰構造等歪み付与装置の構造等は、接合対象、圧延条件等に応じて、変更されるものである。
上記のように構成した走間接合設備を用いて、本発明を実施することができる。
【0029】
【実施例】
図4〜図6に示したような走間接合設備を用いて、コイルボックスから連続的に搬送・供給される、一般構造用鋼材を接合対象として、熱間仕上げ圧延機前の段階で、本発明を採用して、2本のレーザー溶接装置で、接合を分担して、走間突き合わせ接合(片面接合)し、圧縮歪みを付与した後、熱間仕上げ圧延して鋼板を製造した。このレーザー溶接による接合部の状態と、仕上げ圧延過程での鋼材(鋼材)の破断の有無、仕上げ圧延後の鋼材の品質と、接合時間の短縮率について調査した。その結果を以下に説明する。
【0030】
「実施条件」
接合鋼材
鋼種:普通鋼
鋼材の化学成分(重量%)
C:0.058、Si:0.016、Mn:0.230、P:0.019
S:0.014、Al:0.033、Ti:0.001、Fe他:99.629
サイズ:厚み40mm、幅1100mm
温度:1050℃
搬送速度:60m/min
接合条件
レーザービーム出力:45kw(一定)
接合速度:5m/min
接合深さ:20mm
接合距離(設定値)
第1接合トーチ:383mm
第2接合トーチ:717mm
圧縮歪み付与条件
圧縮応力:2kg/mm2
荷重付与時の温度
鋼材側端部(WS側):1100℃
鋼材中央部 :1300℃
鋼材側端部(DS側):1200℃
Ta:4秒
△T:4秒
仕上げ圧延条件
鋼材板サイズ:厚さ2mm、幅1000mm
圧延温度:1000℃
圧下率:50%(7スタンド)
圧延速度:1510m/min
【0031】
(1)第1接合トーチの接合距離を第2接合トーチの接合距離より334mm短くした本発明の第一の発明と第二の発明を満足する実施例では、接合した後圧縮歪みを加えるまでの時間は8.6秒で、接合開始から仕上げ圧延機に噛み込むまでの時間は38秒であった。(第1接合トーチの接合距離を第2接合トーチの接合距離を同じにした比較例との比較では、両者の合計接合時間は同じで、接合開始から仕上げ圧延機に噛み込むまでの時間は2秒短縮可能)
得られた接合部にはサルファー脆化現象がなく、仕上げ圧延過程で接合部の破断はなく、仕上げ圧延後の鋼材に接合部に起因する欠陥の発生は全く認められなかった。
【0032】
(2)第2接合トーチの接合距離を長くして△TがTaより大きい値である5.5秒になるようにした比較例では、接合時間は12.1秒で、接合開始から仕上げ圧延機に噛み込むまでの時間は41.5秒であったが、第1接合トーチの接合距離を第2接合トーチの接合距離を同じにした比較例との比較では、接合時間は同じで、接合開始から仕上げ圧延機に噛み込むまでの時間の短縮はできなかった。
【0033】
(3)鋼材側端部の温度が1250℃のときに圧縮歪み付与した比較例では、接合時間は7秒で前記本発明の実施例の場合より短縮でき、接合開始から仕上げ圧延機に噛み込むまでの時間も3秒短縮できたが、サルファー脆化の発生を十分に回避できず、仕上げ圧延過程で接合部破断を生じることがあった。
【0034】
(4)鋼材側端部の温度が1090℃のときに圧縮歪み付与した比較例では、接合時間は12秒で前記本発明の実施例の場合より長くなり、接合開始から仕上げ圧延機に噛み込むまでの時間も12秒長くなった。また、圧縮歪みの付与効果が小さく、サルファー脆化の発生防止効果が不十分で、仕上げ圧延過程で接合部破断を生じることがあった。
【0035】
【発明の効果】
本発明においては、鋼材の幅方向中央部側から一方側の側端部側に移動させる第1接合トーチと、他方側の側端部側から幅方向中央部側に移動させる第2接合トーチにより、鋼材の幅方向の接合を分担して行う場合に、第1接合トーチでの接合時間を、第2接合トーチでの接合時間より短くすることにより、第1接合トーチでの接合を早く終了させ、その時間差(数秒)分だけ鋼材側端部がサルファ−脆化を回避できる温度1200℃以下になるのを早くし、圧縮又は引張り歪み付与を早くして、仕上圧延機に噛み込ませるまでの時間を短縮することができる。したがって、サルファー脆化のない接合部を安定確保し、仕上げ圧延後の製品の品質を安定確保して、高速圧延に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における接合トーチ配置例と接合分担例を示す側面概念説明図。
【図2】本発明において2本の接合トーチで接合を分担した場合の接合部の板幅方向温度変化例を示す説明図。
【図3】レーザー溶接による接合の場合での接合部の温度と接合完了からの経過時間と関係を示す説明図。
【図4】本発明を適用するの走間接合設備を備えた熱間連続圧延設備配置例を示す一部断面側面説明図。
【図5】本発明を適用する図4における走間接合設備例の一部を拡大して示す平面説明図。
【図6】本発明で用いるレーザー溶接装置の構造例を示す立体概念説明図。
【図7】従来の走間接合設備の構造例を示す側面概念説明図。
【図8】従来例におけるレーザー溶接装置の配置例と接合分担例を示す側面概念説明図。
【図9】従来例において、2台のレーザー溶接装置により接合を分担した場合の接合部の板幅方向温度変化例を示す説明図。
【符号の説明】
1 鋼片
1a、1b 鋼材
1p 鋼板
2 粗圧延機
3 コイルボックス
4 搬送ローラー
5 仕上げ圧延機
6 走間溶接設備
7a、7b クランプ装置
7c 油圧シリンダー
7o 上クランプ板
7u 下クランプ板
8d 第1接合トーチ(ドライブサイド)
8w 第2接合トーチ(ワークサイド)
Mw 駆動装置(ワークサイド)
Md 駆動装置(ドライブサイド)
9 走行体
10 駆動装置
11 軌道
12 油圧シリンダー(歪み付与装置)
13 軌道
14 レーザー発振器
15、16 反射鏡
17 シャッター
18 レーザービーム
19 演算装置
20d、20w 駆動制御装置
21 出力制御装置
22 油圧ポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel joining method applied when, for example, in the steel industry, a preceding steel material and a subsequent steel material are subjected to running joining for hot continuous rolling.
[0002]
[Prior art]
For example, in the iron and steel industry, there is a process of joining steel materials that are continuously conveyed in the hot continuous rolling line. There is a growing demand for so-called inter-running joints. Conventionally, as a running joint facility for performing this running joining, for example, as shown in FIG. 7, a traveling body b equipped with a welding device a and a clamping device ka, kb is driven by a driving device (not shown). A preceding steel material sa and a rear side which are disposed so as to be able to travel by a driving device e on a track r laid on a gantry d across a transport roller c to be transported continuously by the transport roller. While traveling synchronously with the row steel material sb, the clamping device ka, kb clamps the rear end portion of the preceding steel material sa and the tip end portion of the following steel material sb, and the rear end surface of the preceding steel material sa being conveyed by the
[0003]
When the joint obtained by running with this running welding equipment breaks during the finish rolling process, continuous rolling operation becomes impossible, and semi-finished product processing is required, resulting in an increase in cost. Therefore, the joint is required to have sufficient strength to withstand the load (tension) in the finish rolling process. It has also been attempted to secure a joint having such joint strength and shorten the joint time.
[0004]
As a method for shortening the joining time, as shown in FIG. 8, two traveling carriages Rd, Rw each having an arc or laser welding torch rt are arranged in the direction of the plate width a of the steel material s. A traveling carriage is disposed at a predetermined interval in the plate width direction of the steel material s, and is moved along the abutting portion (joining line) in a synchronized manner to join the abutting portion, and the joining area is shared in the plate width direction of the steel material. There is a way.
[0005]
In this case, the two traveling trolleys are connected to the side end on one side from the center line CL in the width direction of the steel material s to be joined, as shown in FIG. The joining torch rt of the traveling carriage Rw is structured to be moved from the other side of the steel material s to the center line CL in the width direction, and the moving distances dd and dw of the two joining torches rt are the same.
[0006]
On the other hand, when the abutting portion of the preceding steel material and the subsequent steel material is melted and joined, and after a predetermined time, finish-rolling is performed as it is, an ear crack is generated at the steel material side end portion, and this joint portion is started from this. May lead to breakage. This is due to the fact that sulfur embrittlement occurs in the process where the molten metal at the joint is heated and cooled, and the side end cannot withstand the tension generated during finish rolling. Often occurs at the edges.
[0007]
For this reason, at the stage where the temperature at the end of the steel material that has been finally joined is lowered to 1200 ° C. or less, it is avoided that the mechanical strength is weakened due to the occurrence of sulfur embrittlement by applying compressive strain to the joint. Thereafter, rolling is performed with the finish rolling mill. However, in this case, as shown in FIG. 9, after the joining of the steel material side end (Ds side) by the joining torch rt of the traveling carriage Rd is completed, the temperature of this portion is decreased to 1200 ° C. or less ( For about 4 seconds), compression strain could not be applied, and this was an obstacle to shortening the time from the start of joining until it could be bitten into the finishing mill. Therefore, from the viewpoint of shortening the time, it cannot be said that the request is sufficiently satisfied.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the present invention, when the preceding steel material and the subsequent steel material for continuous hot rolling are welded in the running direction in the sheet width direction using two joining torches, there is no sulfur embrittlement and breakage occurs in the finish rolling process. Provided a steel joining method that can shorten the time from the start of joining until it can be bitten into a finishing mill, on the premise of ensuring stable joints that do not occur and ensuring the quality of the steel sheet after finish rolling. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The first invention of the present invention is a method of joining a preceding steel material and a succeeding steel material with a running joint facility for hot continuous rolling, in the side end portion side on one side from the width direction center portion side of the steel material to be joined. The first joining torch to be moved and the second joining torch to be moved from the other side end portion side to the width direction central portion side share the joining in the width direction of the steel material, and after the joining is completed, the joining portion When compressive or tensile strain is applied to the steel plate to avoid sulfur embrittlement at the joint, and then the finish rolling is performed, the joining end time of the first joining torch is determined as the joining end of the second joining torch. For hot continuous rolling, characterized in that compression or tensile strain is applied at a stage earlier than the time and the steel material side end temperature joined by the first joining torch is in the range of 1200 ° C to 1100 ° C. Steel joining method. A second invention is characterized in that, in the first invention, the joining end time in the first joining torch is made earlier than the joining end time in the second joining torch by a time ΔT obtained by the following equation. Steel joining method for continuous hot rolling.
△ T = Ta
However,
Ta: Time until the temperature reaches 1200 ° C. by applying compression or tensile strain to the steel material side end after the joining with the first joining torch.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the first joining torch that moves from the width direction central portion side of the steel material to the one side end portion side, and the second joining torch that moves from the other side end portion side to the width direction central portion side. When joining in the width direction of the steel material, for example, the joining time in the first joining torch is shortened earlier by shortening the joining time in the first joining torch than the joining time in the second joining torch. Until the temperature of 1200 ° C. or less at which the steel material side end can avoid sulfur embrittlement is accelerated by the time difference (several seconds), and compression or tensile strain is applied quickly until it is bitten into the finishing mill. Can be shortened. Therefore, it is possible to stably secure a joint portion free from sulfur embrittlement, to ensure stable quality of the steel sheet after finish rolling, and to support high-speed rolling.
[0011]
In order to finish the joining with the first joining torch earlier than the joining time with the second joining torch, as described above, the method of making the joining distance of the first joining torch shorter than the joining distance with the second joining torch, There is a method in which the intensity of the laser beam (or arc) of the first joining torch is made stronger than the intensity of the laser beam (or arc) of the second joining torch to increase the joining speed of the first joining torch. Simple, economical and advantageous.
[0012]
If the joining with the first joining torch is finished as soon as possible than the second joining, there will be such an effect, but the case of time ΔT determined by the following equation is most preferable.
ΔT = Ta (seconds)
However,
Ta: Time from the completion of joining with the first joining torch until the temperature reaches 1200 ° C. at which sulfur embrittlement can be avoided by applying compression or tensile strain to the steel material side end.
FIG. 1 shows the arrangement and moving distance of the first joining
As shown in FIG. 1, the first joining
Therefore, when the moving speed (joining speed) is the same, the joining by the first joining
[0014]
FIG. 2 shows an example of joining in the case of sharing the joining in the plate width direction by the first joining
[0015]
In the case of FIG. 3, Ta in the above formula is 4 seconds until the temperature of the steel-side end part finally joined by the first joining torch reaches 1200 ° C., so this is equivalent time (4 seconds) It turns out that. In this case, the compression or tensile strain imparting to prevent the occurrence of sulfur embrittlement at the joint is 2 seconds from the case where the first
[0016]
In the case of FIG. 2, the joining distance wa at the first joining
[0017]
Even if the temperature of the steel material side end joined by the first joining
[0018]
In addition, when the said distortion is provided in the temperature range where the temperature of a welding part exceeds 1200 degreeC, a sulfur embrittlement phenomenon cannot be prevented and a possibility that a joint part fracture | rupture will occur in a finish rolling process increases. In addition, when strain is applied in a temperature range of less than 1100 ° C., the effect of imparting compression or tensile strain is small, the effect of preventing the occurrence of sulfur embrittlement is insufficient, and it is not possible to ensure stable joint strength. Therefore, it is preferable to apply the strain in a temperature range of 1200 ° C. or lower and 1100 ° C. or higher where the influence of welding heat is small, and in order to shorten the time, it is performed in a temperature range of 1200 ° C. or lower and close to 1200 ° C. More preferred.
[0019]
The present invention can be applied not only to single-sided bonding but also to double-sided bonding. In the case of double-sided bonding, the upper surface side and the lower surface side are bonded at the same time, and the temperature affects each other. Therefore, it is necessary to set conditions in consideration of this.
[0020]
The present invention can be implemented in a hot continuous rolling facility (example) shown in FIGS.
As shown in FIG. 4, this hot continuous rolling facility (example) hot-rolls a heated steel piece 1 with a
[0021]
The running joint facility 6 includes a traveling
[0022]
The
[0023]
In the figure, reference numeral 12 denotes a hydraulic cylinder connected to the
[0024]
The
[0025]
In this example, the first joining
[0026]
In addition, a compression strain applying condition is set in the
[0027]
Then, with the rear end of the preceding steel material 1a clamped by the
[0028]
The running joint equipment for carrying out the present invention is not limited to the above running joint equipment example. For example, the structure of the distortion imparting device such as the laser welding device, the clamp structure, the transport roller, and the retracting / returning structure constituting the running joint equipment is changed depending on the joining object, rolling conditions, and the like.
The present invention can be implemented using the running joint equipment configured as described above.
[0029]
【Example】
Using the running joint equipment as shown in FIGS. 4 to 6, the general structural steel material that is continuously conveyed and supplied from the coil box is used as a joining object in the stage before the hot finish rolling mill. Adopting the invention, the two laser welding apparatuses share the joint, run butt joint (single-sided joint), impart compressive strain, and then hot finish roll to produce a steel sheet. The state of the joint by laser welding, the presence or absence of breakage of the steel material (steel material) in the finish rolling process, the quality of the steel material after finish rolling, and the shortening rate of the joining time were investigated. The results will be described below.
[0030]
Implementation conditions
Bonded steel grade: Chemical composition of ordinary steel (weight%)
C: 0.058, Si: 0.016, Mn: 0.230, P: 0.019
S: 0.014, Al: 0.033, Ti: 0.001, Fe and others: 99.629
Size: 40mm thickness, 1100mm width
Temperature: 1050 ° C
Transfer speed: 60m / min
Joining condition Laser beam output: 45kw (constant)
Joining speed: 5m / min
Joining depth: 20mm
Bonding distance (setting value)
First joining torch: 383mm
Second joining torch: 717mm
Compressive strain application condition Compressive stress: 2kg / mm 2
Temperature steel material side end when applying load (WS side): 1100 ° C
Steel center: 1300 ° C
Steel side end (DS side): 1200 ° C
Ta: 4 seconds ΔT: 4-second finish rolling conditions Steel plate size: 2 mm thick, 1000 mm wide
Rolling temperature: 1000 ° C
Reduction ratio: 50% (7 stands)
Rolling speed: 1510 m / min
[0031]
(1) to the first invention and examples that satisfy the second inventions of the present invention that the bonding length of the first joining torch 334mm shorter than the junction length of the second joining torch, applying a compressive strain after bonding Was 8.6 seconds, and the time from the start of joining to the finish rolling was 38 seconds. (In comparison with the comparative example in which the joining distance of the first joining torch is the same as the joining distance of the second joining torch, the total joining time of both is the same, and the time from the start of joining to the finish rolling machine is 2 Seconds can be shortened)
The obtained joint had no sulfur embrittlement phenomenon, the joint was not broken during the finish rolling process, and no defects due to the joint were observed in the steel after the finish rolling.
[0032]
(2) In the comparative example in which the joining distance of the second joining torch is increased so that ΔT is 5.5 seconds, which is a value larger than Ta, the joining time is 12.1 seconds, and the finish rolling is started from the start of joining. The time required to bite into the machine was 41.5 seconds. However, in comparison with the comparative example in which the joining distance of the first joining torch is the same as that of the second joining torch, the joining time is the same. The time from start to biting into the finishing mill could not be shortened.
[0033]
(3) In the comparative example in which compressive strain was applied when the temperature of the steel material side end was 1250 ° C., the joining time was 7 seconds, which was shorter than in the case of the above-described embodiment of the present invention. Although the time until the time was shortened by 3 seconds, the occurrence of sulfur embrittlement could not be sufficiently avoided, and the joint fracture sometimes occurred in the finish rolling process.
[0034]
(4) In the comparative example in which compressive strain was applied when the temperature of the steel material side end was 1090 ° C., the joining time was 12 seconds longer than in the case of the example of the present invention, and the biting into the finish rolling mill from the start of joining. The time until is 12 seconds longer. In addition, the effect of imparting compressive strain is small, the effect of preventing the occurrence of sulfur embrittlement is insufficient, and joint breakage may occur in the finish rolling process.
[0035]
【The invention's effect】
In the present invention, the first joining torch that moves from the width direction central portion side of the steel material to the one side end portion side, and the second joining torch that moves from the other side end portion side to the width direction central portion side. In the case where the joining in the width direction of the steel material is performed in a shared manner, the joining time in the first joining torch is terminated earlier by making the joining time in the first joining torch shorter than the joining time in the second joining torch. , The time difference (several seconds) until the temperature of the steel material side end can be reduced to 1200 ° C. or less at which sulfur embrittlement can be avoided, the compression or tensile strain is applied quickly, and the finish rolling machine is bitten. Time can be shortened. Therefore, it is possible to stably secure a joint portion free from sulfur embrittlement, to ensure stable product quality after finish rolling, and to cope with high-speed rolling.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory side view illustrating an example of a joining torch arrangement and an example of joint sharing in the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a temperature change in the plate width direction of a joint when joining is performed by two joining torches in the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the temperature of the joint and the elapsed time from the completion of joining in the case of joining by laser welding.
FIG. 4 is a partial cross-sectional side view showing an example of arrangement of a hot continuous rolling facility equipped with a running joint facility to which the present invention is applied.
FIG. 5 is an explanatory plan view showing an enlarged part of the example of the running joint facility in FIG. 4 to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a three-dimensional conceptual explanatory diagram showing a structural example of a laser welding apparatus used in the present invention.
FIG. 7 is an explanatory side view showing an example of the structure of a conventional running joint facility.
FIG. 8 is a side conceptual view showing an arrangement example and a joint assignment example of a laser welding apparatus in a conventional example.
FIG. 9 is an explanatory view showing an example of a temperature change in a plate width direction of a joint portion when joint is shared by two laser welding apparatuses in a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel piece 1a, 1b Steel material
8w 2nd joining torch (workside)
Mw drive unit (work side)
Md drive (drive side)
9 Traveling
13
Claims (2)
△T=Ta
ただし、
Ta:第1接合トーチでの接合が完了してから鋼材側端部に圧縮又は引張り歪みを付与することにより、1200℃になるまでの時間The joining end time in the first joining torch is made earlier than the joining finish time in the second joining torch by a time ΔT obtained by the following formula. Steel joining method.
△ T = Ta
However,
Ta: Time until the temperature reaches 1200 ° C. by applying compression or tensile strain to the steel material side end after the joining with the first joining torch is completed
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27562297A JP3670817B2 (en) | 1997-03-27 | 1997-10-08 | Steel joining method for hot continuous rolling |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7483697 | 1997-03-27 | ||
JP9-74836 | 1997-03-27 | ||
JP27562297A JP3670817B2 (en) | 1997-03-27 | 1997-10-08 | Steel joining method for hot continuous rolling |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10323703A JPH10323703A (en) | 1998-12-08 |
JP3670817B2 true JP3670817B2 (en) | 2005-07-13 |
Family
ID=26416015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27562297A Expired - Fee Related JP3670817B2 (en) | 1997-03-27 | 1997-10-08 | Steel joining method for hot continuous rolling |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3670817B2 (en) |
-
1997
- 1997-10-08 JP JP27562297A patent/JP3670817B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10323703A (en) | 1998-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5994665A (en) | Method of continuous hot rolling and apparatus for welding steel bars thereof | |
JP7111898B2 (en) | Method for friction welding two metal products at high temperatures | |
JP3670817B2 (en) | Steel joining method for hot continuous rolling | |
JPH04294802A (en) | Method and device for joining hot rolled stocks | |
JPS6363586A (en) | Manufacture of clad strip | |
JPH08294703A (en) | Method for joining slab in hot rolling | |
JPH046441B2 (en) | ||
JP3149779B2 (en) | Continuous rolling method and apparatus for hot steel bars | |
JP3023261B2 (en) | Equipment for joining billets | |
JPH08257775A (en) | Method for joining hot rolled billet | |
JPH10263608A (en) | Steel joining method for hot continuous rolling | |
JPH10263609A (en) | Method for joining steel for continuous hot rolling | |
JP2002263705A (en) | Method and equipment for continuously rolling metallic material | |
JP3169331B2 (en) | Method of joining billets in hot rolling | |
JP3311475B2 (en) | Continuous hot rolling method | |
JP2010042430A (en) | Laser welding method and laser welding device of steel plate, and method of manufacturing welded steel plate | |
JP3318493B2 (en) | Hot working method and working equipment for hot work | |
JPH08300008A (en) | Device for welding sheet bar in fully continuous hot rolling | |
JP2971711B2 (en) | Method of joining billets in continuous hot rolling | |
JPH0489113A (en) | Method for joining billets in hot rolling | |
JP2938689B2 (en) | Method of joining billets in hot rolling | |
JP3054293B2 (en) | Method of joining billets in continuous hot rolling | |
JP3328515B2 (en) | Joining cart and joining method in continuous hot rolling equipment | |
JPH08141602A (en) | Method for joining slab in hot rolling | |
JPH11226762A (en) | Method for deciding welding speed and weaving width of steel plate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050111 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050412 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050415 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080422 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090422 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090422 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100422 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110422 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120422 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130422 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130422 Year of fee payment: 8 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130422 Year of fee payment: 8 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130422 Year of fee payment: 8 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130422 Year of fee payment: 8 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |