JPH0489178A - 熱間圧延における鋼片の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、先行して搬送される鋼片（シートバー、ス
ラブ、ビレットあるいはブルーム等）と、これに引き続
いて搬送される後続の鋼片とを、熱間圧延設備のとくに
仕上げ圧延ラインの入側にて突き合わせ接合し、この接
合鋼片を連続的に供給する場合にとくに有用な鋼片の接
合方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、熱間圧延ラインでは、圧延すべき鋼片を目標温度
に加熱したのち、−本づつ粗圧延工程、仕上げ圧延工程
に通して所望の厚みを持った熱延板に仕上げていたが、
かような圧延方式では、とくに仕上げ圧延での、圧延素
材の噛み込み不良によるライン停止等のトラブルが生じ
易く、また圧延素材の先端、後端部の形状不良に起因し
た歩留りの低下が大きいため、このような問題の早期解
決が望まれていた。

熱間圧延ラインにおける上記の如きトラブルを解消し、
生産性のより一層の改善を図った試みとしては、特開昭
６０−２４４４０１号公報に開示されているような圧延
技術が知られている。

（発明が解決しようとする課題） 上記公報に開示の技術は、仕上げ圧延ラインの入側で、
先行する圧延素材の後端とこれに引き続く後続の素材の
先端とを接合し、数本〜数十本の圧延素材を連続的に仕
上げ圧延工程に供給しようとするものであって、かかる
圧延手法に従えば、鋼片を一本づつ圧延ラインに供給す
る場合に生じていた噛み込み不良などを起こすことがな
く、生産性を著しく改善することができた。

しかしながら、鋼片を接合しつつ連続的な圧延を行う場
合には、先行する鋼片の後端と後続の鋼片の先端を効率
よく接合する必要があるところ、上記特開昭６０−２４
４４０１号公報に開示されているような、鋼片の接合予
定部を高周波加熱するものでは、鋼片の接合に係わらな
い余計な領域までも加熱されるため、接合効率がよいと
はいえず、鋼片の連続熱間圧延を実現するには不十分な
ものであった。

この発明は、鋼片の接合に際してむだなエネルギーを消
費することなく迅速かつ速やかに、しかも圧延中に鋼片
の接合部分が破断することがないよう確実に接合できる
新規な接合方法を提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、熱間圧延設備の入側にて、先行して搬送さ
れる鋼片の後端部とこれに引き続く後続の鋼片の先端部
とを突き合わせて相互に密着、接合するに当たり、上記
各鋼片の先端部と後端部を接触させ、その接触領域に鋼
片の厚み方向に貫通する交番磁界を印加するとともに、
該交番磁界によって誘起される渦電流と同位相になる電
流を各鋼片の両端部間にそれぞれ通電して加熱する処理
と、鋼片の少なくとも一方を他方の鋼片へ向けて押圧す
る処理を組合せることによって各鋼片を相互に密着させ
ることを特徴とする熱間圧延における鋼片の接合方法で
ある。

さて第１図に、この発明の実施をするのに用いて好適な
圧延設備の一例を示し、同図における番号１は熱間仕上
げ圧延機群、２は熱間仕上げ圧延機１の入側で先行して
搬送される鋼片（以下、先行シートバーと記す）、３は
この鋼片２に引き続く後続の鋼片（以下、後続シートバ
ーと記す）、４はシートバー２．３の搬送とこれらの接
合の際の加圧を行うピンチロール、５は先行シートパー
２の後端部と後続シートバー３の先端部の接触領域ａに
おいて、シートバーの厚み方向に貫通する交番磁界を印
加し、これによって該領域ａを加熱するのに役立つ交番
磁界発生コイルであって、この交番磁界発生コイル５は
磁極を形成するコア５ａ１コイル５ｂ及び電源５Ｃから
なる。ここで、シートバーの厚み方向に貫通する交番磁
界を印加する方式をトランスバース方式と記すこととし
、このトランスバース方式の交番磁界発生コイル５を単
一で使用する場合には、シートバーの幅方向の中央部に
配置される。また、６ａ、６ｂは各シートバー２．３の
両端部間でそれぞれ通電するための電極であって、ここ
には上記交番磁界によって誘起される渦電流と同位相に
なる電流を流すようになっている。７はシートバーの接
合時間を吸収するためのルーパーであって、このルーパ
ー７は、上記交番磁界発生コイル５が、シートバーの搬
送に同期して移動できる形式の場合には省略される。

第２図に交番磁界発生コイル５および電極６ａ。

６ｂの配置状況を分かりやすく図解した。

（作　用） 先行シートバー２０後端部と、後続シートバー３の先端
部の突き合わせによる接触状態で、接触領域ａに、交番
磁界発生コイル５によって、シートバーの厚み方向を貫
く交番磁界ｄを印加すると、シートバー２，３の各端部
には、第３図に示すように、シートバーの幅方向に沿っ
て周回する渦電流ｅが、また電極６ａ〜６ａ間、６ｂ〜
６ｂ間のそれぞれには渦電流ｅと同位相になる電流Ｉが
流れるようになり、接触電気抵抗が存在する接触領域ａ
では、該抵抗によるジュール発熱によって接触面の温度
が第４図に示すように優先的に上昇することになる。こ
の接触状態で加熱、昇温しながら各シートバー２．３の
少なくとも一方を、接合すべきシートバーへ向けて押圧
するか、または予め押圧した状態で上記の如き加熱、昇
温することにより効率よく極めて短時間で該接触領域を
密着、接合することができる。

この発明においては、上記の加熱をより有利に行うため
、すなわち接合の際の加熱時間の短縮やこれに要する投
入電力のより一層の軽減のために、先行シートバー２と
後続シートバー３の接触領域ａを第５図（ａ）〜（（２
）に示すように、各シートバーの幅方向の少なくとも両
端とするのが望ましい。

ここに、上掲第５図に示すような形状になる鋼片の接合
が好適なのは、例えば第６図（ａ）に示すような平面形
状になる鋼片を接合する当たって各鋼片の接合端部を加
熱・押圧した場合においては、鋼片の接合領域は第６図
ら）に示す如く、その両端部から中央部へと比較的小さ
な押圧力でもって拡大していくからである。上掲第５図
に示したところの図（ａ）は、先行シートバー２の後端
部と後続シートバー３の先端部を同じ曲率で凹状に切断
した場合、同図（ｂ）は各シートバー２，３の先、後端
部とも凹状ではあるがそれらの曲率が異なる場合、同図
（Ｃ）は一方は平面形状がフラットな状態とし、他方の
み凹状とした場合、同図（ｄ）は一方を凸状、他方を凹
状とし、凹状の曲率を凸状の曲率よりも幾分大きくした
場合であり、ここで示した例は何れの場合もシートバー
の幅方向両端部のみを接触させ、その中央域にギャップ
をもたせた例として示しであるが、この発明に適した切
断形状はこれだけに限られるものではなく、同図（ｅ）
、げ）に示すように両端部および中央の３点で接触させ
、その間にギャップを設けてもよく、また図示はしない
が、接触部を４点ないしはそれ以上とし、その間にギャ
ップを設けたようなものであってもかまわない。また同
図（６）に示すようにシートバーの幅方向中央部を矩形
状に切欠いたものであっても同様の効果が期待できる。

上記のような形状とするための切断手法としては、シャ
ー、ガス切断およびレーザー溶断などが適用できるが、
とくに特定の曲率で凹状に切断する場合には、２枚の曲
線刃を有するドラムシャーがとりわけ有利である。

鋼片を接合する場合の接合形態としては、目標とする接
合温度まで加熱・昇温し、該加熱を停止した後に押圧す
る場合や、加熱・昇温を継続した状態（目標温度に達す
る前、後の何れの場合も含む）で押圧する場合など、各
鋼片の端部を加熱し、鋼片を押圧する接合形態、あるい
は予め鋼板を押圧した状態で加熱するような接合形態な
ど種々考えられるが、通常、接合過程における鋼片の温
度は１０００〜１１００℃程度であり、単なる押圧だけ
でも各鋼片の接合は幾分かは進行する。このためこの発
明においては、接合時間の短縮や加熱・昇温に要する投
入電力の低減を図るためとくに鋼片を押圧しながら加熱
するのが望ましい。

接合の際の押圧力に関しては面圧にして３〜８ｋｇｆ／
ａｍ”程度で十分であり、また、加熱温度としては１２
５０〜１４５０°Ｃとするのが望ましい。

ちなみに、第７図にソレノイド型コイルＳを用いて高周
波加熱を行う場合の模式を示す。ソレノイド型コイルを
用いた誘導加熱によってシートバーの如き鋼片を接合す
る場合には、とくにコイルに面した領域１（鋼片の長手
方向を含む）が加熱されるために接合効率が良いとはい
えず、これにかかる処理時間を短縮するためとくに周波
数を高くして加熱するような場合には、シートバーの表
面領域のみの局所的な温度上昇によって、目標とする接
合温度に達する以前に表層部分のみが溶融するおそれが
ある。

（実施例） ７スタンドのタンデム圧延機を備えた上掲第１図に示し
たような設備を適用して、幅１０００ｍ＋、厚み３０ｍ
ｍになる第２図に示した如き平面形状になる低炭素網シ
ートバー（接合予定部がフラットな状態）を、下記の条
件に従って接合しつつ連続的に圧延機に供給して板厚３
鵬の熱延板に仕上げた。

■、交番磁界による加熱 ａ、投入型カニ　２０００Ｋｗ、 ｂ、加熱時間＝３．８秒、 Ｃ９周波数　：　５００　Ｈｚ。

■、電極への通電による加熱 ｄ、投入型カニ　１１０００Ｋ、 ｅ、加熱時間：３．８秒、 １８周波数　：５００Ｈｚ、 ■、加熱温度：　１４００℃、 ■、押圧力　二面圧にして３ｋｇｆ／ｍｍ２■、加圧時
間＝５秒、 ■、接合形態：予め押圧しながら加熱 その結果、圧延中にシートバーの接合部が破断するよう
なことはなく安定して圧延することができ、従来の高周
波加熱方式における同一条件、同一形状のシートバーの
接合に比較し、消費電力にして２５％程度低減できるこ
とが、また接合時間にしてｚ程度に短縮できることが確
かめられた。

接合部の接着強度についても調査したが、接合部の強度
は母材と同等の強度であって、幅方向における強度差は
みられなかった。

また、幅１０００ｍｍ、厚み３０■、先端部、後端部の
曲率半径が何れも２０ｍになる第５図（ａ）に示したよ
うな平面形状の低炭素鋼シートバーを、■、交番磁界 ａ、投入型カニ　２０００　Ｋｗ、 ５３周波数　：　５００ル、 Ｃ０加熱時間＝１．９秒、 ■、電極への３Ｍ電による加熱 ｄ、投入型カニ　１０００　Ｋｗ、 ００周波数　：５００Ｈｚ、 ｆ、加熱時間：１．９秒、 ■、加熱温度：　１４００°Ｃ１ ■、押圧力　：面圧にして３ｋｇｆ／ｍｍ２■、加熱・
押圧後の接合代Ｗ＝２００ｍｍ　（片側１００ｍｍ）■
、接合形態：予め押圧して加熱、 の条件に従い接合した場合の接合状況についても調査し
たが、このような接合においても圧延によって接合部が
破断するようなことはなく、シートバーの先端部、後端
部がフラットになるものを接合する場合よりも、接合に
要する加熱時間をさらに５０％程度短縮できた。

また、上記の第５図（ａ）の平面形状の実施例でシート
バーの接合形態のみを変更した場合として、鋼片を所定
の温度に加熱した後押圧する場合についても調査したが
、この場合、押圧しながら加熱したときと比較して接合
面の温度が上昇しにくいために押圧して加熱の実施例に
比べて、接合代が半分になった。従って加熱時間を延ば
すことで所定の接合が可能となった。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、先行して搬送される鋼片の
後端部と後続の鋼片の先端部を迅速かつ確実に接合でき
るので、ラインを停止して接合作業を行う場合には、ラ
イン停止時間の短縮化を図ることができ、鋼片の搬送に
同期しながら接合作業を行うような場合には、設備の延
長を伴う不利がな（、生産性のより高い連続熱間圧延が
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、この発明の実施をするのに用いて
好適な圧延設備の構成説明図 第３図は、この発明に従う鋼片の加熱要領の説明図 第４図は接合領域の温度分布を示した同第５図（ａ）〜
（２）は鋼片の平面形状を示した同第６図（ａ）　（ｂ
）は鋼片の接合状況を示した同第７図は、従来形式の誘
導加熱方式の概略を示した図である。 １・・・仕上げ圧延機群　　２・・・先行シートバー３
・・・後続シートバー　　４・・・ビンチロール５・・
・交番磁界発生コイル ５ａ・・・コア　　　　　　５ｂ・・・コイル５ｃ・・
・電＃　　　　　　６ａ、６ｂ・・・電極７・・・ルー
バー　　　　　ｄ・・・交番磁界ｅ・・・渦電流　　　
　　　Ｉ・・・電流第６ｍ （ａ） 第７図 ↑ 拷合面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱間圧延設備の入側にて、先行して搬送される鋼片
   の後端部と、これに引き続いて搬送される後続の鋼片の
   先端部とを突き合わせて相互に密着、接合するに当たり
   、 上記各鋼片の先端部と後端部を接触させて その領域に鋼片の厚み方向に貫通する交番磁界を印加す
   るとともに、該交番磁界によって誘起される渦電流と同
   位相になる電流を各鋼片の両端部間にそれぞれ通電して
   加熱する処理と、鋼片の少なくとも一方を他方の鋼片へ
   向けて押圧する処理を組み合わせることによって各鋼片
   を相互に密着させることを特徴とする熱間圧延における
   鋼片の接合方法。