JP6970818B2 - 難接合素材の連続熱間圧延装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、相互接合し難い難接合素材の連続熱間圧延装置及び方法に関するものである。

最近、粗圧延機と仕上げ圧延機の間で、先行と後行の金属板を接合して仕上げ圧延が連続的に行えるようにする様々な方法の連連続圧延技術が開発されている。その中で、先行の金属板の後端部と、後行の金属板の先端部とを上下に重畳させて、金属板の重畳された部分を同時にせん断することによって、せん断過程において生成される金属板のせん断面を直接接触させて接合する技術が広く知られている。
上述した直接接触させて接合する技術は、せん断により接合が行われるため、簡単で短時間に接合が可能であり、必要なスペースも小さく、または仕上げ圧延際の温度の低下が少ないことなど、連連続圧延技術として多くの利点を有する。

しかし、前述の従来の接合技術を用いて、高級鋼を接合する場合には、接合強度比の低下によって高級鋼の通板性の確保をし難い問題が発生する。通常、連連続圧延際の高級鋼の通板性を確保するためには、接合強度比が７０％以上となる必要があるが、高級鋼の場合には、合金成分により表面に多量のスケールが生成されて、デスケーリング作業によってもよく削除されないからである。例えば、高級鋼の一種である高炭素鋼、電磁鋼板、ステンレス鋼の表面では、Ｓｉ系スケールまたはＣｒ系スケールが生成されるが、特にＳｉ系スケールとＣｒ系スケールとは除去が難しく、表面に多量に残留することになる。

本発明は、難接合素材の接合部の圧延の通板率を向上させることができる難接合素材の連続熱間圧延装置及び方法を提供することにその目的がある。

本発明の一側面によれば、 圧延素材の温度を調節する再加熱炉と、前記再加熱炉を通過した圧延素材を粗圧延する粗圧延機と、前記粗圧延機を通過した先行の圧延素材と後行の圧延素材とを互いに結合する接合装置と、前記接合装置を通過した圧延素材を必要な厚さで製造する仕上げ圧延機と、前記再加熱炉の前方、または前記粗圧延機と前記接合装置の間のいずれか一箇所に配置されて、接合しようとする圧延素材に表面塗布層を形成する第１の塗布装置とを含む、難接合素材の連続熱間圧延装置が提供できる。

前記再加熱炉の前方、または前記粗圧延機と前記接合装置の間のいずれかの他の一箇所に配置されて、接合しようとする圧延素材に表面塗布層を形成する第２の塗布装置をさらに含むことができる。

前記表面塗布層は、硼素系のフラックスまたは硼素系とフッ素系との混合フラックスで構成することができる。

本発明の他側面によれば、先行の圧延素材または後行の圧延素材のいずれか一つ以上に表面塗布層を形成して、スケールを溶融させる塗布工程と、前記表面塗布層が形成された部分を含んで、先行の圧延素材と後行の圧延素材とを重畳する工程と、重畳された圧延素材をせん断変形する接合工程とを含む、難接合素材の連続熱間圧延方法が提供できる。

前記圧延素材は、ＳｉとＣｒからなるグループから選択されるいずれか一つ以上を多量に含む高級鋼のスラブまたは金属バーであることができる。

前記高級鋼のスラブまたは金属バーは、電磁鋼板素材のＳｉ鋼または高合金鋼であることができる。

前記表面塗布層は、圧延の進行方向において５０ｍｍ以上の幅で形成されることができる。

前記表面塗布層は、圧延の進行方向と垂直な方向に幅全体にわたって形成されることができる。

前記表面塗布層は、圧延の進行方向と垂直な方向に所定の間隔を置いてまばらに形成されることができる。

前記表面塗布層を形成するフラックスは、硼素系のフラックスまたは硼素系とフッ素系との混合フラックスで構成することができる。

前記フラックスは、粉末状の固体または液状の液体またはガス状の気体またはこれらの形態の混合形態であることができる。

前記フラックスは、スプレー方式または重力による落下方式で、前記接合部位に塗布されることができる。

前記塗布工程と前記重畳工程との間に、前記表面塗布層が形成された圧延素材を１１００ないし１３００の温度で、１〜５時間の間に再加熱および粗圧延する工程をさらに含むことができる。

本発明による難接合素材の連続熱間圧延装置および方法は、熱間圧延の実行の前または熱間圧延の実行中に、酸化物除去用のフラックスを圧延素材の接合予定部位の表面に塗布して表面のスケールを除去し、連続熱間圧延素材のせん断接合際の接合部の強度を増大させることができ、接合強度比を７０％以上確保して接合部の圧延通板率を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る難接合素材の連続熱間圧延装置の概念図である。 本発明の一実施形態に係る接合機である。 従来の高級鋼の連続熱間圧延方法を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態に係る高級鋼の連続熱間圧延方法を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態に係るフラックスの塗布面を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態に係るフラックスの塗布面を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態に係るフラックスの塗布面を説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態に係る難接合素材の連続熱間圧延方法による接合強度比を説明するためのグラフである。 本発明の一実施形態に係る難接合素材の連続熱間圧延方法による接合強度比を説明するためのグラフである。 本発明の一実施形態に係る難接合素材の連続熱間圧延方法による接合強度比を説明するためのグラフである。 本発明の第１３の実施例に係る難接合素材の連続熱間圧延方法による接合部の割れ率を説明するためのグラフである。 本発明の一実施形態に係る難接合素材の連続熱間圧延方法による高合金鋼の接合強度比を説明するためのグラフである

以下では、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に本発明の思想を十分に伝達するために提示するものである。本発明は、ここで提示した実施の形態のみに限定されず、他の形態に具体化されることもできる。図面は、本発明を明確にするために説明と関係ない部分の図示を省略し、理解を助けるために構成要素のサイズを多少誇張して表現することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る難接合素材の連続熱間圧延装置を説明するための図である。図２は、本発明の一実施形態に係る接合機を説明するための図である。以下では、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係る難接合素材の連続熱間圧延装置を説明することにする。

図１に示すように、本発明に係る難接合素材の連続熱間圧延装置は、大別に上流側から素材を加熱させる再加熱炉１０と、複数の圧延機で構成される粗圧延機２０と、コイルボックス３０と、接合装置４０と、複数の圧延機で構成される仕上げ圧延機５０と、ダウンコイラー６０とを含む。以下においで、難接合素材は、スケール発生により接合し難しい高級鋼を例として説明する。

粗圧延機２０は、難接合素材である高級鋼のスラブを圧延して高級鋼の金属バー製造し、製造された金属バーは、コイルボックス３０のコイラーでコイル状に巻き取られる。このとき、コイルボックス３０は、粗圧延２０と仕上げ圧延機５０とを走行する金属バーの速度の差を調整する役割も果たしている。

コイルボックス３０から出した後行の圧延素材２は、その先端がクロップシャーによって切断された後、接合しようとする金属バーの接合予定部の表面を部分デスケーリング装置７０でデスケーリングし、接合装置４０の重畳装置４１で先行の圧延素材１の後端に重畳される。

後行の圧延素材２の先端と先行の圧延素材１の後端とが、接合装置４０の接合機１００で接合され、接合部のクロップがクロップ処理装置８０により切断される。接合装置４０で接合された金属バー２００は、仕上げ圧延機５０に移送される。

ここで、接合装置４０は、先行の圧延素材１の後端と、後行の圧延素材２の先端とを走行中の状態で接合する設備であり、短時間の内にせん断接合が可能な短時間の接合装置でもよい。走行中の状態で、圧延素材１、２をせん断接合するために、接合機４０は、金属バーの走行に応じて移動自在になっており、接合機４０には金属バーの走行に応じて揺動させる設備が追加されてもよい。

例えば、接合装置４０の接合機１００には、後述のように、先行の圧延素材１の後端と、後行の圧延素材２の先端とが重畳された部分をクランプ（ｃｌａｍｐｉｎｇ）している状態で、その両側から圧入してせん断しつつ、せん断接合する一対のせん断ナイフが備えられている。

仕上げ圧延機５０に移送された金属バー２００は、複数の圧延機によって順次に熱間圧延されて必要な厚さに製造され、その後ダウンコイラー６０で巻き取られる。

レベラー９０、９１は、コイルボックス３０と接合装置４０の出口側のそれぞれに、第１のレベラー９０と第２のレベラー９１が設置でき、熱間圧延される素材及び熱間圧延の条件によって選択的に配置できる。

塗布装置は、再加熱炉１０の前方に設けられる第１の塗布装置（図示せず）と、粗圧延機２０と接合装置４０との間に設けられる第２の塗布装置３００とを含み、両方のいずれか一箇所以上に配置されて、接合しようとする圧延素材に表面塗布層３を形成することができる。

圧延素材１、２は、ＳｉとＣｒからなるグループから選択されるいずれか一つ以上を多量に含む高級鋼のスラブまたは金属バーであることができる。例えば、圧延素材１、２は、高炭素鋼、高合金鋼、電磁鋼板用のケイ素（Ｓｉ鋼）またはステンレス鋼であることができる。

表面塗布層３は、再加熱炉１０を利用した再加熱の前に、フラックス塗布装置を利用してスラブ状態で形成させたり、粗圧延機２０での粗圧延と仕上げ圧延機５０での仕上げ圧延の中間工程で、フラックス塗布装置３００を用いて、金属バーを形成させることができる。しかも、再加熱の前のスラブと、粗圧延と仕上げ圧延との間の工程で、金属バーのそれぞれに表面塗布層３を形成させることもできる。このとき、表面塗布層３の幅は、圧延素材１、２の圧延方向において両端に５０ｍｍの幅で圧延素材１、２の全体の幅に形成することができる。つまり、表面塗布層３は、圧延素材１、２の幅ほどの長さで、５０ｍｍの幅で形成することができる。

図２に示したように、本発明の一実施形態に係る接合機１００は、大別に上部ナイフの集合体１２０と、下部ナイフの集合体１３０と、これらを移動自在に支持するハウジング１１０とを含む。

上部ナイフの集合体１２０は、上部ナイフ１２１と、上部クランプ１２２と、上部の支持装置１２３とからなり、これらは全て一体に構成されることができる。これに対応するように、上部ナイフの集合体１２０の下部に配置される下部ナイフの集合体１３０は、下部ナイフ１３１と、下部のクランプ１３２と、下部の支持装置１３３とからなり、これらはすべて一体に構成されことができる。

上部ナイフの集合体１２０と下部ナイフの集合体１３０とは、ハウジング１１０により案内され、先行の圧延素材１と後行の圧延素材２との厚さ方向に移動自在に支持されることができる。また、上部ナイフの集合体１２０と下部ナイフの集合体１３０とは、リンク機構（図示せず）によって互いに接近したり、離れたりすることができるように構成できる。

このような接合機１００の動作を簡単に説明する。まず、接合機１００の内に、高級鋼の先行の圧延素材１の後端１’の上に、後行の圧延素材２の先端２’が重畳された状態で案内される。そうすると、先端２’と後端１’の重畳された部分は、上部ナイフ１２１と下部ナイフ１３１の突起１２４、１３４の間に挟み込むことになる。つまり、上部ナイフと下部ナイフの突起１２４、１３４が先端２’と後段１’の表面に接触するようになる。

そして、先行の圧延素材１の後端１’と、後行の圧延素材２の先端２’の重畳された部位には、上部クランプ１２２と下部のクランプ１３２とが接触するようになる。ここで、上部クランプ１２２は、上部の支持装置１２３による所定の圧力で支持され、下部のクランプ１３２は、下部の支持装置１３３による所定の圧力で支持されることができる。

このような状態で、上部ナイフ１２１と下部ナイフ１３１とが、先行の圧延素材１と後行の圧延素材２とをせん断すると、先行の圧延素材１と後行の圧延素材２のそれぞれのせん断面が、塑性流動変形によって互いにせん断接合されて、一体に連続接合された金属バー２００となる。

このように、高級鋼の端部に対するせん断接合を完了すると、連続した金属バー２００の接合部位には、後行の圧延素材２の先端２’が切断された上部のクロップが位置し、先行の圧延素材１の後端１’が切断された下部のクロップが位置することになる。そして、金属バー２００の互いの接合が完了すると、上部ナイフ１２１と下部ナイフ１３１とは、一定の離隔距離をあけるまで後退する。

金属バーのせん断接合によって切断された上部のクロップと下部のクロップとは、図１に示したように、クロップ処理装置８０によって除去され、連続した金属バー２００は、仕上げ圧延機５０に移送されることになる。ここで、金属バーの接合部が仕上げ圧延機５０を通過する際には、仕上げ圧延時の強い圧縮応力および屈曲、並びに仕上げ圧延機の各のスタンドの間で屈曲または引張などの外力が作用するので、接合部１００は、過酷な工程条件の下で置かれることになる。このとき、高級鋼の金属バーの接合部は、破断されず、仕上げ圧延機５０を通過させることができるほどの接合強度を維持する必要がある。

図３は、従来の高級鋼の連続熱間圧延方法を説明するための斜視図であり、図４は、本発明の一実施形態に係る高級鋼の連続熱間圧延方法を説明するための斜視図である。

まず、図３に示したように、高級鋼の場合には、合金成分により熱間圧延の前に再加熱を行うと、表面に多量のスケールが生成し、これらはデスケーリング作業によっても除去し難しくなる。特にＳｉ系、Ｃｒ系のスケールは、母材の表面に内部スケールで形成され、その除去が難しくて表面に多量に残留することになる。

つまり、高炭素鋼、電磁鋼板及びステンレス鋼のように、ＳｉやＣｒの含有量が多い高級鋼は、Ｓｉ系スケールまたはＣｒ系スケールが表面に形成されるが、これらのスケールは、デスケーリング作業によっても除去し難くなるため、表面に多くのが残留する。しかも、Ｓｉ系スケールの場合、Ｓｉが母材の内に入り込んでｆａｙａｌｉｔｅ（Ｆｅ_２ＳｉＯ_４）を形成するため、デスケール性がさらに低下されるが、このときに、Ｓｉの含有量が増加するほどｆａｙａｌｉｔｅ（Ｆｅ_２ＳｉＯ_４）も増加することになる。

再加熱を行ったスラブの表面に形成された内部のスケールまたはｆａｙａｌｉｔｅ（Ｆｅ_２ＳｉＯ_４）は、粗圧延を通過しつつ、母材と外部のスケールの界面との間に集中されることになる。したがって、このようなスケールの形成された高級鋼のスラブは、図３に示したように、せん断接合を行うと、接合面に多量のスケールが混入されて接合部の接合強度比を低下させる問題がある。

その反面、図４に示した本発明の一実施形態に係る複数の圧延素材１、２の両側の端部を重畳してせん断変形することによって接合する難接合素材の連続熱間圧延方法は、圧延素材に表面塗布層を形成し、スケールを溶融させる塗布工程と、表面塗布層が形成された部分を含んで先行の圧延素材と後行の圧延素材とを重畳する重畳工程と、重畳した圧延素材をせん断変形する接合工程とを順次に進行することができる。

したがって、本発明では、塗布工程において、圧延素材１、２が重畳される両端のいずれか一つ以上の接合部位に、硼素系またはフッ素系の混合された硼素系のフラックスを用いて表面塗布層３を形成することによって、圧延素材の接合予定部位の表面のスケールを除去して、連続熱間圧延素材のせん断接合時の接合部の強度を増大させることができる。このとき、スケールは、圧延素材１、２がＳｉとＣｒからなるグループから選択されるいずれか一つ以上を多量に含むことによって、生成されることができる。

表面塗布層３は、図１の再加熱炉１０を利用した再加熱の前に、第１の塗布装置（図示せず）を利用してスラブの状態で形成させたり、粗圧延と仕上げ圧延の中間の段階で第２の塗布装置３００を用いて、金属バーに形成させることができる。しかも、再加熱前のスラブと、粗圧延と仕上げ圧延との間の工程とでの金属バーに、それぞれの表面塗布層３を形成させることもできる。このとき、表面塗布層３の幅は、圧延素材１、２の圧延方向において、両端から５０ｍｍの幅で形成できる。

一方、表面塗布層３の幅が５０ｍｍ未満の場合には、先行の圧延素材１と後行の圧延素材２との接合部の強度が不十分になるおそれがあるため、表面塗布層３の幅は、１００〜５００ｍｍで形成されることもできる。

図５ａ、５ｂ及び５ｃは、本発明の一実施形態に係る表面塗布層を説明するための斜視図である。まず、図５ａを参照すると、表面塗布層３Ａは、圧延素材１、２の圧延の垂直方向の全体にわたって形成できる。言い換えると、表面塗布層３Ａは、圧延素材１、２の幅方向の全体にわたって形成できる。

そして、図５ｂと５ｃを参照すると、表面塗布層３Ｂ、３Ｃは、圧延素材１、２の圧延方向において垂直に所定の間隔をあけるように設けることができる。例えば、表面塗布層３Ｂ、３Ｃは、圧延素材１、２の幅方向に特定のパターンを持つことができる。表面塗布層３Ｂは、図５ｂに示すように圧延素材１、２の幅方向に、両エッジ部（端部）のみに形成でき、これにより、表面塗布層３Ｂを形成するにかかるコストをより低減できる。これに比べ、図５ｃに示すように、表面塗布層３Ｃは、圧延素材１、２の幅方向に２以上の領域に、まばらに所定の間隔で形成でき、これにより、表面塗布層３Ｃを形成するにかかるコストをより低減できる。

しかも、表面塗布層３のフラックスは、粉末状の固体または液状の液体またはガス状の気体またはこれらの形態の混合形態であることができる。そして、高級鋼の連続熱間圧延素材のせん断方法において、表面塗布層３を形成する方法は、接合部位にフラックスをスプレー方式または重力による落下方式を含むことができる。

一方、本発明の一実施形態は、表面塗布層３を形成する方法及び時期などにより、第１ないし第１４の実施例を含むことができる。例えば、第１の実施例に係る表面塗布層３を形成する方法によると、再加熱炉１０の前の接合部位に表面塗布層３を形成することができる。その後、表面塗布層３が形成された圧延素材１を１１００〜１３００の温度で、１〜５時間の間に再加熱及び粗圧延を行うことができる。

第２の実施例に係る表面塗布層３を形成する方法によると、粗圧延と仕上げ圧延との間で、接合部位に表面塗布層を形成する。そして、第３の実施例に係る表面塗布層３を形成する方法によると、再加熱炉の前の接合部位に表面塗布層３を形成する工程と、粗圧延と仕上げ圧延の間で、接合部位に表面塗布層を形成する工程とを含む。

以下、実施例１ないし１４を介して、本発明をより詳細に説明する。

（実施例１（３．４％Ｓｉ電磁鋼板：再加熱前のスラブにフラックスを塗布））
厚さ２５０ｍｍ、幅１２００ｍｍ、長さ１００００ｍｍの３．４％のＳｉの電磁鋼板のスラブのせん断接合部位に、硼素系のフラックスである硼砂を、長さ方向に５００ｍｍ、幅方向において全幅１０００ｍｍの塗布面積に塗布した。単位面積当たりの塗布量は、０．６ｋｇ/ｍ^２であった。上記スラブを１２００℃の温度で、３時間の間に再加熱した後、粗圧延を行った。その後、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（実施例２（３．４％Ｓｉの電磁鋼板：粗圧延後の金属バーにフラックスを塗布））
粗圧延が終了した３．４％のＳｉの電磁鋼板の金属バーのせん断接合部位に、硼素系のフラックスである硼砂を長さ方向に２０００ｍｍ、幅方向において全幅１２００ｍｍの塗布面積に塗布した。単位面積当たりの塗布量は、０．６ｋｇ/ｍ^２であった。その後、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（実施例３（３．４％Ｓｉの電磁鋼板：再加熱前のスラブにフラックスを塗布＋粗圧延後の金属バーにフラックスを塗布））
厚さ２５０ｍｍ、幅１２００ｍｍ、長さ１００００ｍｍの３．４％Ｓｉの電磁鋼板のスラブのせん断接合部位に、硼素系のフラックスである硼砂を長さ方向に５００ｍｍ、幅方向において全幅１０００ｍｍの塗布面積に塗布した。単位面積当たりの塗布量は、０．６ｋｇ/ｍ^２であった。上記スラブを１２００℃の温度で、３時間の間に再加熱した後、粗圧延を行った。粗圧延が終了した３．４のＳｉの電磁鋼板の金属バーのせん断接合部位に、硼素系のフラックスである硼砂を長さ方向に２０００ｍｍ、幅方向において全幅１２００ｍｍの塗布面積に塗布した。単位面積当たりの塗布量は、０．６ｋｇ/ｍ^２であった。その後、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（実施例４〜６（３．４％Ｓｉの電磁鋼板：フッ素系４０％＋硼素系６０％の混合フラックスを塗布））
硼素系のフラックスである硼砂の代わりに、フッ素系４０％＋硼素系６０％の混合フラックスを使用したことを除いては、実施例１〜３と同様に、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（実施例７（３．２％Ｓｉの電磁鋼板：硼素系のフラックスである硼砂を塗布））
３．４％のＳｉを含む電磁鋼板の代わりに、３．２％のＳｉを含む電磁鋼板を使用したことを除いては、実施例２と同様に、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（実施例８（３．２％Ｓｉの電磁鋼板：フッ素系４０％＋硼素系６０％の混合フラックスを塗布））
硼素系のフラックスである硼砂の代わりに、フッ素系４０％＋硼素系６０％の混合フラックスを使用したことを除いては、実施例７と同様に、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（実施例９（３．２％Ｓｉの電磁鋼板：フッ素系２０％＋硼素系８０％の混合フラックスを塗布））
硼素系のフラックスである硼砂の代わりに、フッ素系２０％＋硼素系８０％の混合フラックスを使用したことを除いては、実施例７と同様に、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（実施例１０（単位面積当たりの塗布量１．２ｋｇ/ｍ^２））
単位面積当たりの塗布量０．６ｋｇ/ｍ^２の代わりに、単位面積当たりの塗布量１．２ｋｇ/ｍ^２を適用したことを除いては、実施例２と同様に、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（実施例１１（単位面積当たりの塗布量０．３ｋｇ/ｍ^２））
単位面積当たりの塗布量０．６ｋｇ/ｍ^２の代わりに、単位面積当たりの塗布量０．３ｋｇ/ｍ^２を適用したことを除いては、実施例２と同様に、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（実施例１２（単位面積当たりの塗布量０．１５ｋｇ/ｍ^２））
単位面積当たりの塗布量０．６ｋｇ/ｍ^２の代わりに、単位面積当たりの塗布量０．１５ｋｇ/ｍ^２を適用したことを除いては、実施例２と同様に、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（実施例１３（接合部の割れ率の評価））
実施例２と同様にせん断接合を行い、その後接合部を仕上げ圧延して接合部の割れ率を評価した。
（実施例１４（高合金鋼で評価））

（比較例１）
厚さ２５０ｍｍ、幅１０００ｍｍ、長さ１００００ｍｍのＳｉの３．４％を含む電磁鋼板のスラブを、１２００の温度で、３時間の間に再加熱及び粗圧延を行った。その後、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（比較例２）
厚さ２５０ｍｍ、幅１０００ｍｍ、長さ１００００ｍｍのＳｉの３．２％を含む電磁鋼板のスラブを、１２００の温度で、３時間の間に再加熱及び粗圧延を行った。その後、せん断接合を行い、接合部の強度を評価した。

（比較例３）
比較例１と同様にせん断接合を行い、その後、接合部を仕上げ圧延して接合部の割れ率を評価した。これを参照すると、高級鋼のせん断接合時の表層のＳｉ系のスケールにより、接合直後の接合部で破断が発生することが分かる。

（比較例４）
高合金鋼で評価

ここで、上記接合強度比は、引張試験の結果、接合部の強度を母材の強度で割った値を示す。上記接合部の割れ率は、接合部の亀裂のサイズを素材全体の幅で割った値を示す。

図６ないし図８は、本発明の一実施形態に係る高級鋼の連続熱間圧延方法による高級鋼の接合強度比を説明するためのグラフである。
図６は、Ｓｉ３．４％以上を含む電磁鋼板の実施例１、実施例２及び実施例３と、比較例１の接合強度比を比較したグラフである。これらは、圧延素材に硼素系のフラックスを塗布した塗布層を利用してせん断接合された素材の接合強度比を示すものである。これによるせん断接合された素材の接合強度比は、従来の比較例１によるせん断接合方式、つまりフラックスの塗布なしに、せん断接合された素材よりも向上され、平均９０％以上の接合強度比を示す。

再加熱前のスラブの表面に塗布した場合、または粗圧延後の金属バーの表面に塗布した場合、または再加熱前のスラブの表面に塗布し、粗圧延後の金属バーの表面に２次塗布した場合のすべてが高い接合強度比を示す。特に、再加熱前のスラブの表面に塗布し、粗圧延後の金属バーの表面に２次塗布した場合が、最も高い接合強度比を示す。

図７は、Ｓｉを３．４％以上含む電磁鋼板の実施例２及び実施例５と、比較例１との接合強度比を比較したグラフである。これらは、粗圧延後の金属バーの状態の圧延素材に、硼素系のフラックスまたはフッ素系と硼素系との混合フラックスを塗布した塗布層を利用してせん断接合された素材の接合強度比を示すものである。これを参照すると、フッ素系と硼素系との混合フラックスを適用した場合より、単一の硼素系のフラックスを適用した場合が、相対的に高い接合強度比を示す。

図８は、Ｓｉを３．２％以上含む電磁鋼板の実施例７、実施例８及び実施例９と、比較例２との接合強度比を比較したグラフである。これらは、粗圧延後の金属バーの状態の圧延素材に、硼素系のフラックスまたはフッ素系と硼素系との混合フラックスを塗布した塗布層を利用してせん断接合された素材の接合強度比を示すものである。フッ素系と硼素系との混合フラックスを適用した場合より、単一の硼素系のフラックスを適用した場合が、最も高い接合強度比を示す。

図９は、Ｓｉを３．４％以上含む電磁鋼板の実施例１３と比較例３との接合部の割れ率を比較したグラフである。これらは、圧延素材に硼素系のフラックスを塗布した塗布層を利用してせん断接合された素材の仕上げ圧延後の接合部の割れ率と、フラックスを利用しない場合の接合部の割れ率とを示すものである。従来の高級鋼のせん断接合時の表層のＳｉ系のスケールによって、接合直後の接合部で破断が発生してから、接合部の割れ率が１００％であることがわかる。

図１０は、Ｓｉを０．２％以上、Ｃｒを０．３％以上含む高合金鋼の実施例１４と、比較例４との接合強度比を比較したグラフである。これらは、粗圧延後の金属バーの状態の圧延素材に、硼素系のフラックスを塗布した塗布層を利用してせん断接合された素材の接合強度比を示すものである。フラックスを適用した場合の接合強度比が、従来と比べ、高い接合強度比を示す。これを参照すると、フラックスがＳｉ系のスケールだけでなく、Ｃｒ系のスケールにも影響を与えることがわかる。

したがって、上述したそれぞれの実施例を参照すると、本発明に係る難接合素材の連続熱間圧延方法は、熱間圧延の実行前または熱間圧延の実行中に、酸化物除去用のフラックスを圧延素材の接合予定部位の表面に塗布して表面スケールを除去し、連続熱間圧延素材のせん断接合時の接合部の強度を増大させることができ、接合強度比を７０％以上確保して接合部の圧延の通板率を向上させることができる。

上述したように、本発明の例示的な実施例を説明したが、本発明は、これに限定されなく、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、次に記載する請求範囲の概念と範囲を逸脱しない範囲内で多様な変更および変形が可能であることを理解することができる。

Claims (7)

1. 圧延素材の温度を調節する再加熱炉と、
   前記再加熱炉を通過した圧延素材を粗圧延する粗圧延機と、
   前記粗圧延機を通過した先行の圧延素材と後行の圧延素材とを互いに結合する接合装置と、
   前記接合装置を通過した圧延素材を必要な厚さで製造する仕上げ圧延機と、
   前記再加熱炉の前方、または前記粗圧延機と前記接合装置の間のいずれか一箇所に配置されて、接合しようとする圧延素材に表面塗布層を形成する第１の塗布装置と、
   前記再加熱炉の前方、または前記粗圧延機と前記接合装置の間のいずれかの他の一箇所に配置されて、接合しようとする圧延素材に表面塗布層を形成する第２の塗布装置とを含み、
   前記表面塗布層は、硼素系のフラックスまたは硼素系とフッ素系との混合フラックスで構成される、難接合素材の連続熱間圧延装置。
2. 圧延素材を接合し、連続的に圧延を行う連続熱間圧延方法であって、
   圧延素材に表面塗布層を形成して、スケールを溶融させる塗布工程と、
   前記表面塗布層が形成された圧延素材を再加熱および粗圧延する工程と、
   前記表面塗布層が形成された部分を含んで、先行の圧延素材と後行の圧延素材とを重畳する工程と、
   重畳された圧延素材をせん断変形する接合工程とを含み、
   前記圧延素材は、ＳｉとＣｒからなるグループから選択されるいずれか一つ以上を多量に含む高級鋼のスラブまたは金属バーであり、
   前記高級鋼のスラブまたは金属バーは、電磁鋼板素材のＳｉ鋼または高合金鋼であり、
   前記表面塗布層を形成するフラックスは、硼素系のフラックスまたは硼素系とフッ素系との混合フラックスで構成される、難接合素材の連続熱間圧延方法。
3. 請求項２に記載された難接合素材の連続熱間圧延方法において、
   前記表面塗布層は、圧延の進行方向において５０ｍｍ以上の幅で形成される、難接合素材の連続熱間圧延方法。
4. 請求項２に記載された難接合素材の連続熱間圧延方法において、
   前記表面塗布層は、圧延の進行方向と垂直な方向に幅全体にわたって形成される、難接合素材の連続熱間圧延方法。
5. 請求項２に記載された難接合素材の連続熱間圧延方法において、
   前記表面塗布層は、圧延の進行方向と垂直な方向に所定の間隔を置いてまばらに形成される、難接合素材の連続熱間圧延方法。
6. 請求項２に記載された難接合素材の連続熱間圧延方法において、
   前記フラックスは、粉末状の固体または液状の液体またはガス状の気体またはこれらの形態の混合形態である、難接合素材の連続熱間圧延方法。
7. 請求項２に記載された難接合素材の連続熱間圧延方法において、
   前記表面塗布層は、前記フラックスをスプレー方式または重力による落下方式で圧延素材に塗布して形成される、難接合素材の連続熱間圧延方法。

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