JPH05200410A - 鋼の連続圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は鋼の熱延工程の連続化を目的とし、
高エネルギービームによるスラブの継ぎ溶接と、熱延に
よる接合との組合わせで、鋼の連続圧延を可能とするも
のである。 【構成】 先行する鋼板の終端部と後続する鋼板の始端
部を高エネルギービームで縫い合わせ、その後、熱延工
程でさらに強固な接合を実現する。その手段は圧延工程
において、鋼塊の各々の始端および終端をクサビ型に加
工し、先行する鋼塊の終端部と後続する鋼塊の始端部を
重ね合わせ、好ましくは重ね合わせ部にロウ材を挟み込
み、この重ね合わせ部に垂直方向から高エネルギービー
ムを照射して、板幅方向あるいは圧延方向に１箇所、あ
るいは２箇所以上溶接し、次いで熱間で圧延する鋼の連
続圧延方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼の端部を溶接し、連続
した熱間圧延を行う方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼の構造は粗鋼、スクラップ、合金材等
の原材料を溶解し、それからスラブあるいはビレットを
製造し、これを圧延していたあるいは形鋼、棒鋼等に加
工する。

【０００３】スラブ、ビレットの製造はその大半を連続
鋳造で製造しているが、圧延、特に粗圧延の熱延工程は
単スラブを断続的に圧延している。また、その下工程の
薄板圧延工程は、レーザー溶接あるいはスポット溶接で
コイル継ぎを行い、連続的に圧延するが、連続鋳造後、
そのまま圧延できれば最も合理的である。しかし、現状
は再加熱の必要がある、あるいは製造設備能力に相違が
ある、設備配置が離れている等の理由で、一旦持ち運び
可能なスラブに加工し、諸処理をした後、粗圧延する。
この粗圧延工程ではまだ簡便な鋼塊の接合方法がなく、
各スラブを断続的に圧延している。従って、この粗圧延
工程の連続圧延が可能になれば品質の安定、また製造能
率の大幅な向上が見込まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】熱延工程で接合する場
合、関連設備の停止時間の低減、あるいは鋼塊の温度低
下の防止等のため極力能率的な実施でなければならな
い。通常のＳＭＡＷ、ＭＡＧ、ＳＡＷ等では高能率の確
保が困難で、電子ビーム溶接、あるいはレーザー溶接等
の高能率溶接が考えられる。しかし、これらの高エネル
ギービーム溶接には多くの制約がある。その第一は細い
ビームを熱源を熱源とするため、高い開先精度が必要な
ことである。通常開先ギャップは０．５mm程度以上が要
求されるが、このような高精度の開先は加熱された大き
な鋼塊で作製することは非常に困難である。

【０００５】本発明はこれらの問題を解決するものであ
って、圧延工程の途中で、圧延設備を停止することな
く、連続的に圧延するための、高能率で、かつ低い開先
精度でも可能な接合方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、鋼板の一部を高エネルギービームで縫い合
わせ、その後熱延工程でさらに強固な接合を実現するた
めのもので、その要旨は、鋼の接合における圧延工程に
おいて、厚さ１０mm以上の、２つ以上の鋼塊の各々の始
端および終端をクサビ型に加工し、先行する鋼塊の終端
部と後続する鋼塊の始端部を重ね合わせ、好ましくはこ
の重ね合わせ部にロウ材を挟み込み、この重ね合わせ部
に高エネルギービームを照射して、板幅方向あるいは圧
延方向に１箇所、あるいは２箇所以上溶接し、次いで熱
間で圧延することを特徴とする鋼の連続圧延方法にあ
る。

【０００７】

【作用】図１に本発明の概要図を示す。厚み１０mm未満
の鋼板は単純に重ね溶接することでも接合およびその後
の圧延が可能であり、本発明は厚み１０mm以上とする。
クサビ型に加工した先行する鋼塊１の終端と同様に加工
した後続する鋼塊２の始端とを重ね合わせ、これにレー
ザービームあるいは電子ビームの高エネルギービーム４
を照射し、溶接する。この溶接線は数が多いほど強固な
接合ができ好ましい。

【０００８】図２にビーム照射での溶接線の例を示す。
図２（Ａ）は圧延方向に沿って、複数溶接した例であ
り、図２（Ｂ）は圧延方向の直角方向に複数照射し、溶
接した例である。図２（Ｃ）は溶接線を蛇行させ、接合
面積を増大させたものである。なお、溶接線は必ずしも
連続しているものだけでなく、断続的に溶接したもので
もよい。

【０００９】ビームの照射は必ずしも上面からのみでな
く、下面あるいはまた上下両面から照射してもよい。ま
たビーム照射の角度は必ずしも垂直でなくともよく、合
わせ面までビームが進入する条件であればよい。

【００１０】次にこれを熱延し、薄くすると共に、接合
面を増加させる。接合をより確実にするため、重ね合わ
せ部の間にロウ材を挟み込むことも好ましい。また重ね
合わせ面は清浄な面が好ましいが若干の酸化物等の存在
は許容される。また高エネルギービームによる溶接が図
３に示すようにクローズする場合はクローズされた重ね
合わせ面の間は真空にすることが好ましい。溶接後の熱
延でクローズした重ね合わせ面に空気が存在すると熱延
時の接合を阻害する。図２に示したように解放された状
態であれば圧延時空気は押し出され、接合は可能にな
る。このため、クローズした溶接は極力回避することが
望ましい。また、クローズした溶接をするときは電子ビ
ーム溶接する等で重ね合わせ面の真空を確保することが
望ましい。また、好ましくは合わせ面が酸化しないよう
窒素あるいはアルゴン等の不活性ガスあるいは水素等を
含有する活性ガスで接合面を覆う。

【００１１】クサビ型の形状は図１に示したような片刃
型形状が加工が容易で好ましいが、図４に示すように一
方が両刃型で他方がこれを受ける型でも接合がさらに強
固になる。また刃型の角度は小さいほど接合面積が増大
する。通常７５〜１５度程度に加工する。またこの角度
は一定でなく、図５に示すように途中で角度を変えたも
のでもよい。

【００１２】

【実施例１】Ｃ：０．１６％、Ｓｉ：０．３５％、Ｍ
ｎ：１．５％、Ｐ：０．０２％、Ｓ：０．０１％の板厚
５０mm、幅３００mm、長さ１００mmの軟鋼板２枚を用意
し、図１に示すクサビ型の組合わせとし、クサビ型は３
０度にガス切断で加工し、９５０℃に加熱した後、１５
kW炭酸ガスレーザーで速度６０cpm で両面から図２
（Ｂ）に示すように板幅方向に溶接し、その直後に１０
mm厚まで溶接した。圧延途中で２枚が分離することなく
良好な圧延ができた。

【００１３】

【実施例２】使用した鋼板は実施例１の鋼板で、クサビ
形状は図５に示す２段型にした。レーザー溶接は図２
（Ａ）に示すように圧延方向に平行に５０mm間隔で、両
面から溶接した。実施例１と同様に何ら問題なく１０mm
厚まで圧延できた。

【００１４】

【実施例３】実施例１と同じ鋼板で、クサビの形状も同
型とし、これに加え、重ね合わせ部の間にＪＩＳに規定
されているＢＮｉ−７（Ｎｉ：Ｂａｌ，Ｃｒ：１４％，
Ｐ：１０％）のＮｉ系ロウの０．１mm厚材を挿入し、こ
れにレーザービームを上方から照射して溶接した。溶接
線は１本であったが、これも圧延のとき離れることな
く、１０mm厚まで良好な圧延ができた。

【００１５】

【比較例】実施例１と同じ鋼板で、クサビ形状も同一と
した。レーザービーム溶接を図３に示すように連続的に
角型に行った。圧延途中で角型に溶接した内部で膨らみ
が発生した。

【００１６】

【発明の効果】鉄の製造工程で熱延箇所の連続化が比較
的遅れている。これに対して、本発明は熱延工程の連続
化を可能とするもので、品質の安定あるいは設備稼働率
の向上ができ、品質的、経済的にも産業界に貢献するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明溶接方法の概要を示す図。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ溶接線の態
様を示す図。

【図３】クローズタイプの溶接を示す図。

【図４】先行する板と後続する板の溶接部の組合わせ例
を示す図。

【図５】先行する板と後続する板の溶接部の組合わせの
他の例を示す図。

【符号の説明】

１：先行する板 ２：後続する板 ３：高エネルギービーム照射による溶接線 ４：高エネルギービームの照射方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼の製造における圧延工程において、厚
   さ１０mm以上の、２つ以上の鋼塊の各々の始端および終
   端をクサビ型に加工し、先行する鋼塊の終端部と後続す
   る鋼塊の始端部を重ね合わせた後、この重ね合わせ部に
   高エネルギービームを照射して、板幅方向あるいは圧延
   方向に１箇所、あるいは２箇所以上溶接し、次いで熱間
   で圧延することを特徴とする鋼の連続圧延方法。
2. 【請求項２】 請求項１の鋼の連続圧延方法において、
   先行する鋼塊の終端部と後続する鋼塊の始端部を重ね合
   わせ、この重ね合わせ部にロウ材を挟み込むことを特徴
   とする鋼の連続圧延方法。