JP5724162B2

JP5724162B2 - 金属帯の溶接接合方法及び金属帯溶接接合装置

Info

Publication number: JP5724162B2
Application number: JP2009197386A
Authority: JP
Inventors: 刈安　隆博; 隆博刈安; 恵三龍王
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2029-08-27
Also published as: JP2011045912A

Description

本発明は、例えば連続溶融亜鉛めっきラインなどの金属帯の連続処理ラインにおいて先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部とを溶接接合するときに用いられる金属帯の溶接接合方法及び金属帯溶接接合装置に関する。

鋼帯等の金属帯を連続的に亜鉛めっき処理する連続溶融亜鉛めっきラインなどの金属帯の連続処理ラインでは、先行金属帯の尾端部がペイオフリールから払い出されるとブライドルロールまでは張力を付与されない状態で搬送されるため、先行金属帯の尾端部が蛇行し、先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部とを溶接機にて溶接接合する際に、図４に示すように、先行金属帯１３の尾端部と後行金属帯１４の先端部がくの字状に溶接接合されることがある。このような状態で先行金属帯１３の尾端部と後行金属帯１４の先端部が溶接接合されると、連続処理ライン内において先行金属帯１３と後行金属帯１４の溶接接合部に大きな引張り応力が局部的に発生することによって溶接接合部が破断し、ライン停止につながることがある。

そこで、先行金属帯と後行金属帯の、いわゆる「くの字溶接」を防止する技術として、先行金属帯と後行金属帯とをセンタリング機能付ピンチローラによりセンタリングして「くの字溶接」を防止する技術（特許文献１参照）や、先行金属帯をブライドルロールに押付けるスナバロールをブライドルロールの軸線を含む鉛直平面に対して傾動させて「くの字溶接」を防止する技術（特許文献２参照）などが提案されている。

特開平４−２００９１７号公報特開平８−１９７１３８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、先行金属帯と後行金属帯とを溶接接合する溶接機の前後に配置したセンタリング機能付ピンチローラにより先行金属帯と後行金属帯とをセンタリングしているため、ピンチローラを配置するためのスペースを溶接機の前後に確保できない場合には適用できないという難点がある。また、金属帯の形状はその長手方向で非定常的に変化するため、溶接機の前後に配置したピンチローラにより先行金属帯と後行金属帯とをセンタリングするためには、金属帯の形状変化に応じてピンチローラのニップ圧をコントロールする必要がある。このため、特許文献１に開示された技術では、金属帯の形状変化を検出するセンサやピンチローラのニップ圧を制御する制御手段等を必要とし、設備費の大幅な上昇を招くという難点もある。さらに、ニップ圧が強すぎる場合にはロール押付けマーク等の欠陥が金属帯に発生し、金属帯の品質低下を招くという難点もある。

一方、特許文献２に開示された技術では、スナバロールの傾動を制御する制御手段の他に、ブライドルロールの上流側で発生する金属帯の蛇行を検出する蛇行センサを必要とするため、設備費の大幅な上昇を招くという難点がある。また、スナバロールによる金属帯の押付け力が強すぎる場合にはロール押付けマーク等の欠陥が金属帯に発生し、金属帯の品質低下を招くという難点もある。

また、溶接機の前後に配置されたサイドガイドを金属帯の側縁部に押し当てて先行金属帯と後行金属帯とを強制的にセンタリングした後、先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部とを溶接接合する方法も一般的であるが、サイドガイドを金属帯の側縁部に強く押し当てると、金属帯の板厚が薄い場合には金属帯の側縁部に折れが発生するため、薄い金属帯では適用できない。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、設備費の大幅な上昇や品質低下などを招くことなく先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部とを金属帯の長手方向に沿って直線状に溶接接合することのできる金属帯の溶接接合方法及び金属帯溶接接合装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る金属帯の溶接接合方法は、ペイオフリールから払い出された先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部とを溶接機にて溶接接合する方法であって、前記溶接機の出側に配置された金属帯支持ロールをロール傾動機構により上下方向に傾けて前記先行金属帯の一方の側縁部を金属帯位置決め機構に当接させ、前記先行金属帯の一方の側縁部を前記金属帯位置決め機構により所定位置に位置決めした状態で前記先行金属帯の尾端部と前記後行金属帯の先端部とを溶接接合するものであり、前記金属帯位置決め機構が複数の位置決めピン又は竪型ロールを有し、該複数の位置決めピン又は竪型ロールに前記先行金属帯の一方の側縁部を当接させて前記先行金属帯の尾端部と前記後行金属帯の先端部とを溶接接合することを特徴とするものである。

本発明に係る金属帯の溶接接合方法において、前記金属帯位置決め機構は、前記溶接機と前記ロール傾動機構により上下方向に傾く前記金属帯支持ロールとの間に配置されていてもよい。
また、本発明に係る金属帯の溶接接合方法において、前記先行金属帯の尾端部を前記溶接機の入側に配置された尾端検出器により検出し、前記尾端検出器から出力される尾端検出信号に基づいて前記ロール傾動機構を作動させてもよい。また、前記溶接機の出側に配置された少なくとも二本の金属帯支持ロールを前記ロール傾動機構により上下方向に傾けて前記先行金属帯の一方の側縁部を前記金属帯位置決め機構に当接させてもよい。

また、本発明に係る金属帯溶接接合装置は、ペイオフリールから払い出された先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部とを溶接する溶接機と、前記先行金属帯の尾端部と前記後行金属帯の先端部とを前記溶接機により溶接するときに前記先行金属帯を幅方向に位置決めする金属帯位置決め装置とを備えてなる金属帯溶接接合装置であって、前記金属帯位置決め装置が、前記溶接機の出側に配置された金属帯支持ロールを上下方向に傾けるロール傾動機構と、該ロール傾動機構により上下方向に傾斜した金属帯支持ロール上の先行金属帯の一方の側縁部と係合して前記先行金属帯を幅方向に位置決めする金属帯位置決め機構とを有し、該金属帯位置決め機構が前記先行金属帯の一方の側縁部と係合する複数の位置決めピン又は竪型ロールを有することを特徴とするものである。

本発明に係る金属帯溶接接合装置において、前記金属帯位置決め機構は、前記溶接機と前記ロール傾動機構により上下方向に傾く前記金属帯支持ロールとの間に配置されていてもよい。
また、本発明に係る金属帯溶接接合装置において、前記ロール傾動機構は前記溶接機の出側に配置された少なくとも二本の金属帯支持ロールを上下方向に傾けるものであってもよい。また、前記金属帯位置決め機構が前記先行金属帯の一方の側縁部と係合する複数の位置決めピン又は竪型ロールを有するものであってもよい。さらに、前記金属帯位置決め機構は前記金属帯支持ロールの軸方向に移動可能であってもよい。

本発明によれば、金属帯の形状変化を検出するセンサや金属帯の蛇行を検出する蛇行センサ等を必要とせずに先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部がくの字状に溶接接合されることを防止でき、しかも側縁部の折れやロール押付けマーク等の欠陥が金属帯に発生することもないので、設備費の大幅な上昇や品質低下などを招くことなく先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部とを金属帯の長手方向に沿って直線状に溶接接合することができる。

本発明に係る金属帯溶接接合装置を連続溶融亜鉛めっきラインに適用した一実施形態を示す図である。本発明の一実施形態におけるロール傾動機構の構成を示す図である。本発明の一実施形態における金属帯位置決め機構の構成を示す図である。先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部がくの字状に溶接接合された状態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る金属帯の溶接接合方法及び金属帯溶接接合装置について説明する。
本発明に係る金属帯金属帯溶接接合装置を連続溶融亜鉛めっきラインに適用した一実施形態を図１に示す。図１に示す連続溶融亜鉛めっきラインはペイオフリール１１，１２を有しており、これらのペイオフリール１１，１２のうち例えばペイオフリール１１から払い出された先行金属帯１３は溶接機１５を通過した後、溶接機１５の出側に配置された金属帯支持ロール１６，１７により下面を支持されながらブライドルロール１８，１９に搬送され、これらのブライドルロール１８，１９で張力を付与されるようになっている。そして、ブライドルロール１８，１９により張力を付与された先行金属帯１３は、図示しない入側ルーバを経て焼鈍炉（図示せず）へ搬送されるようになっている。一方、ペイオフリール１２から払い出された後行金属帯１４の先端部は、溶接機１５にて先行金属帯１３の尾端部と溶接接合されるようになっている。なお、溶接機１６としては、フラッシュバット溶接機やナローラップシーム溶接機など、金属帯の溶接に用いられる一般的な溶接機を用いることができる。

金属帯支持ロール１６，１７は、図２に示すロール傾動機構２０，２１により上下方向に傾動可能に支持されている。これらのロール傾動機構２０，２１は金属帯支持ロール１６，１７を回転自在に支持するロールサポート２２と、このロールサポート２２を水平に支持する支柱２３とをそれぞれ有している。また、ロール傾動機構２０，２１はロールサポート２２を上下方向に回動可能に支持する支持軸２４と、この支持軸２４を中心にロールサポート２２を上下方向に揺動駆動するシリンダ２５とをそれぞれ有し、このシリンダ２５が作動することによって金属帯支持ロール１６，１７が上下方向に傾くようになっている。

金属帯支持ロール１６，１７により下面を支持された先行金属帯１３はロール傾動機構２０，２１の作動により金属帯支持ロール１６，１７が図２（ｂ）に示す状態に傾くと、金属帯自身の自重により、その一方の側縁部が図３に示す金属帯位置決め機構２６，２７に当接するようになっている。
金属帯位置決め機構２６，２７は位置決めピン２８，２９をそれぞれ有し、これらの位置決めピン２８，２９に先行金属帯１３の一方の側縁部が当接することによって先行金属帯１３の中心線が金属帯支持ロール１６，１７の軸方向中央部に位置決めされるようになっている。なお、位置決めピン２８，２９の代わりに竪型ロールを用いてもよい。また、金属帯位置決め機構２６，２７は位置決めピン２８，２９を鉛直に支持する可動台３０をそれぞれ有し、この可動台３０は先行金属帯１３の幅寸法に応じて金属帯支持ロール１６，１７の軸方向に移動可能となっている。

ロール傾動機構２０，２１のシリンダ２５は、図１に示す制御装置３１からの信号により作動するようになっている。この制御装置３１は溶接機１５及びロール傾動機構２０，２１を駆動制御するものであって、溶接機１５の入側に配置された尾端検出器３２（図１参照）が先行金属帯の尾端部を検出し、この尾端検出器３２から尾端検出信号Ｓ１が出力されると金属帯支持ロール１６，１７を傾斜させるロール傾斜信号Ｓ２をロール傾動機構２０，２１に送出するように構成されている。

また、制御装置３１はロール傾斜信号Ｓ２を送出してから所定の時間が経過すると先行金属帯１３の一方の側縁部が金属帯位置決め機構２６，２７の位置決めピン２８，２９に当接したと判断し、先行金属帯１３の尾端部と後行金属帯１４の先端部とを溶接接合する溶接指令信号Ｓ２を溶接機１５に送出するように構成されている。

上述のように、本発明の一実施形態では、溶接機１５の出側に配置された金属帯支持ロール１６，１７をロール傾動機構２０，２１により上下方向に傾けて先行金属帯１３の一方の側縁部を溶接機１５と金属帯支持ロール１７との間に配置された金属帯位置決め機構２６，２７に当接させ、先行金属帯１３の一方の側縁部を金属帯位置決め機構２６，２７により所定位置に位置決めした状態で先行金属帯１３の尾端部と後行金属帯１４の先端部とを溶接接合することで、前述した従来技術のように、金属帯の形状変化を検出するセンサや金属帯の蛇行を検出する蛇行センサ等を必要とせずに先行金属帯１３の尾端部と後行金属帯１４の先端部がくの字状に溶接接合されることを防止でき、しかもロール押付けマーク等の欠陥が金属帯に発生することもない。また、金属帯位置決め機構２６，２７への金属帯の当接は、金属帯自身の自重によるソフトな当接であるため、金属帯の側縁部に折れが発生することがなく、サイドガイドの適用が困難な薄い金属帯（例えば、板厚１．０ｍｍ以下）にも適用可能である。したがって、設備費の大幅な上昇や品質低下などを招くことなく先行金属帯１３の尾端部と後行金属帯１４の先端部とを金属帯の長手方向に沿って直線状に溶接接合することができる。

また、先行金属帯１３の尾端部を溶接機１５の入側に配置された尾端検出器３２により検出し、尾端検出器３２から出力される尾端検出信号に基づいてロール傾動機構２０，２１を作動させるようにしたことで、先行金属帯１３の尾端部が溶接機１５を通過する前にロール傾動機構２０，２１を作動させることができ、これにより、先行金属帯１３の尾端部に近い側縁部を金属帯位置決め機構２６，２７に当接させることができる。

また、少なくとも二本の金属帯支持ロール１６，１７を上下方向に傾けるロール傾動機構２０，２１を作動させ、複数の位置決めピン２８，２９に先行金属帯１３の一方の側縁部を当接させるようにしたことで、先行金属帯１３の尾端部をより確実に搬送方向と平行にするとともに、金属帯の側縁部に作用する力を分散して折れを防止し、品質低下を招くことなく、くの字状に溶接接合されることを防止することができる。

また、先行金属帯１３の一方の側縁部を位置決めする金属帯位置決め機構として、金属帯支持ロール１６，１７の軸方向に移動可能な金属帯位置決め機構２６，２７を用いたことで、金属帯の幅寸法に応じて位置決めピン２８，２９の位置を変更することができる。
なお、上述した本発明の一実施形態では、本発明を連続溶融亜鉛めっきラインに適用した一実施形態を例示したが、これに限られるものではなく、先行鋼帯の尾端部と後行後端の先端部とを溶接接合する溶接機を有する設備全般に本発明を適用できることは勿論である。

１１，１２…ペイオフリール、１３…先行金属帯、１４…後行金属帯、１５…溶接機、１６，１７…金属帯支持ロール、１８，１９…ブライドルロール、２０，２１…ロール傾動機構、２２…ロールサポート、２３…支柱、２４…支持軸、２５…シリンダ、２６，２７…金属帯位置決め機構、２８，２９…位置決めピン、３０…可動台、３１…制御装置、３２…尾端検出器。

Claims

ペイオフリールから払い出された先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部とを溶接機にて溶接接合する方法であって、前記溶接機の出側に配置された金属帯支持ロールをロール傾動機構により上下方向に傾けて前記先行金属帯の一方の側縁部を金属帯位置決め機構に当接させ、前記先行金属帯の一方の側縁部を前記金属帯位置決め機構により所定位置に位置決めした状態で前記先行金属帯の尾端部と前記後行金属帯の先端部とを溶接接合するものであり、
前記金属帯位置決め機構が複数の位置決めピン又は竪型ロールを有し、該複数の位置決めピン又は竪型ロールに前記先行金属帯の一方の側縁部を当接させて前記先行金属帯の尾端部と前記後行金属帯の先端部とを溶接接合することを特徴とする金属帯の溶接接合方法。
請求項１記載の金属帯の溶接接合方法において、前記金属帯位置決め機構は、前記溶接機と前記ロール傾動機構により上下方向に傾く前記金属帯支持ロールとの間に配置されていることを特徴とする金属帯の溶接接合方法。
請求項１または請求項２記載の金属帯の溶接接合方法において、前記先行金属帯の尾端部を前記溶接機の入側に配置された尾端検出器により検出し、前記尾端検出器から出力される尾端検出信号に基づいて前記ロール傾動機構を作動させることを特徴とする金属帯の溶接接合方法。
請求項１〜３のいずれか一項記載の金属帯の溶接接合方法において、前記溶接機の出側に配置された少なくとも二本の金属帯支持ロールを前記ロール傾動機構により上下方向に傾けて前記先行金属帯の一方の側縁部を前記金属帯位置決め機構に当接させることを特徴とする金属帯の溶接接合方法。
ペイオフリールから払い出された先行金属帯の尾端部と後行金属帯の先端部とを溶接する溶接機と、前記先行金属帯の尾端部と前記後行金属帯の先端部とを前記溶接機により溶接するときに前記先行金属帯を幅方向に位置決めする金属帯位置決め装置とを備えてなる金属帯溶接接合装置であって、前記金属帯位置決め装置が、前記溶接機の出側に配置された金属帯支持ロールを上下方向に傾けるロール傾動機構と、該ロール傾動機構により上下方向に傾斜した金属帯支持ロール上の先行金属帯の一方の側縁部と係合して前記先行金属帯を幅方向に位置決めする金属帯位置決め機構とを有し、該金属帯位置決め機構が前記先行金属帯の一方の側縁部と係合する複数の位置決めピン又は竪型ロールを有することを特徴とする金属帯溶接接合装置。
請求項５記載の金属帯溶接接合装置において、前記金属帯位置決め機構は、前記溶接機と前記ロール傾動機構により上下方向に傾く前記金属帯支持ロールとの間に配置されていることを特徴とする金属帯溶接接合装置。
請求項５または請求項６記載の金属帯溶接接合装置において、前記ロール傾動機構は前記溶接機の出側に配置された少なくとも二本の金属帯支持ロールを上下方向に傾けるものであることを特徴とする金属帯溶接接合装置。
請求項５〜７のいずれか一項記載の金属帯溶接接合装置において、前記金属帯位置決め機構が前記金属帯支持ロールの軸方向に移動可能であることを特徴とする金属帯溶接接合装置。