JPH0691308A - 熱間圧延における鋼片の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 先行する鋼片の後端部およびこれに引き続く
後続の鋼片の先端部のそれぞれに、各鋼片の突き合わせ
状態にて鋼片幅方向の少なくとも両端部が接触する切断
加工を施し、次いで各鋼片を切断面において相互に接触
させると共に加熱しつつ押圧することによって鋼片の接
合面積を漸次拡大していく接合処理を施した後に、仕上
げ圧延機群に送給して連続的に熱間圧延するに当たり、
切断加工の直後に鋼片の各切断面に熱間仕上げ圧延温度
よりも融点が低くかつ鋼片母材とのぬれ性の良好な金属
を被覆する。 【効果】 鋼片の切断面での２次スケールの生成がない
ので板幅方向全域にわたる接合の下に熱間仕上げ圧延を
安定して実施することが可能で、生産性の高い連続熱間
圧延が実施できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シートバーやスラ
ブ、ビレットあるいはブルーム等の鋼片を数本乃至は数
十本にわたって連続して圧延するのに適した鋼片の接合
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼片の熱間圧延ラインでは、圧延
すべき鋼片を一本ずつ加熱、粗圧延、仕上げ圧延して所
望の厚さになる熱延板に仕上げられていたが、このよう
な圧延方式は、仕上げ圧延での、圧延素材の噛み込み不
良によるラインの停止が避けられず、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低下も著しい不
利があった。

【０００３】このため、最近では仕上げ圧延に先立って
圧延すべき鋼片の後端部、先端部をつなぎ合わせ、これ
を熱間圧延ラインに連続的に供給して圧延する圧延方式
が採用されるようになってきた。この点に関する先行技
術として特開昭60−40601 号、特開昭60-191606 号各公
報が参照される。

【０００４】上記公報に開示されている技術のうち、前
者のものは、接合しよとする鋼片の相互間に鋼片母材融
点より低融点の材料を介在させ両切断面を押圧すること
によって接合しようとするものであって、この接合方式
によれば、短時間で鋼片相互を接合できるとされてい
た。

【０００５】ところでこの接合方式は、鋼片相互を接合
する際過大な押圧力を必要とし、場合によっては鋼片が
座屈するおそれがあること、また、鋼片の接合に供する
装置の全てを台車に搭載しこの台車を圧延機に向けて走
行させるため装置が大掛かりになること、さらに鋼片の
押圧時には接合部において板幅方向に沿うメタルフロー
が生じるためとくに端部域では押圧力が小さく充分な接
合強度が得られないのに加え、圧延時に発生する板幅方
向端部の張力によって接合部が幅端部から破断分離する
おそれがあり現実的な手法とは言いがたいものであっ
た。

【０００６】また、後者のものは、鋼片の相互間に箔状
の金属ろう材を介在させ、これによって接合しようとす
るものであるが、この方式では融点の低いろう材に充分
な強度を付与すべく接合部の温度を短時間で低下させる
のは困難であり、たとえその温度低下が可能であっても
接合部近傍域の温度が定常部の温度に比較して著しく低
下を伴うために仕上げ圧延後の寸法精度や材質が異なり
歩留りを大幅に低下させる欠点があった。

【０００７】発明者らは、このような問題の解決を図る
ものとして、先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部を接
触させその領域にて鋼片の厚み方向に貫通する交番磁界
を印加しこの交番磁界によって誘起された誘導電流によ
って接合面を加熱するとともに押圧する、加熱・押圧処
理の組み合わせからなる接合方法を開発し、特開平4-89
109 号及び同4-89110 号各公報において開示した。この
接合法の開発により、従来に比べ、接合作業の迅速、簡
便化が可能となった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の接合
方法は、予接合部間に未接合のギャップが存在するた
め、その後の仕上げ圧延においてこのギャップを閉塞さ
せて全面接合とすることが望まれるところ、かかる未接
合面には、クロップシャー等による切断以降の２次スケ
ールが生成 (予接合前のクロップ切断から仕上げ圧延機
到着までに20〜40秒程度の接合・搬送時間を要し、スケ
ールの厚さが30〜50μm 程度となる) し、その厚さ如何
では仕上げ圧延時に全面にわたる接合が完了せず、十分
な接合強度が得られないこともあって、この点に多少の
改善の余地が残されていた。

【０００９】この発明は、仕上げ圧延において板幅方向
全域にわたる接合を可能にして安定した連続熱間圧延が
実施できる方法を提案することを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、先行する鋼
片の後端部およびこれに引き続く後続の鋼片の先端部の
それぞれに、各鋼片の突き合わせ状態にて鋼片幅方向の
少なくとも両端部が接触する切断加工を施し、次いで各
鋼片を切断面において相互に接触させると共に加熱しつ
つ押圧することによって鋼片の接合面積を漸次拡大して
いく接合処理を施した後に、仕上げ圧延機群に送給して
連続的に熱間圧延するに当たり、切断加工の直後に鋼片
の各切断面に熱間仕上げ圧延温度よりも融点が低くかつ
鋼片母材とのぬれ性の良好な金属を被覆することを特徴
とする熱間圧延における鋼片の接合方法である。

【００１１】図１にこの発明を実施するのに用いて好適
な設備の構成を示す。

【００１２】図中１はドラムシャーなどからなる切断手
段であって、この切断手段１は図２ａ〜ｆに示すように
先行鋼片Ａの後端部および後行鋼片Ｂの先端部を各鋼片
の突き合わせ状態にて鋼片幅方向の少なくとも両端部を
接触させる切断加工を施す。

【００１３】また、２は切断手段１の出側に配置される
金属被覆装置であって、この装置２は切断加工の直後に
鋼片Ａ，Ｂの各切断面に熱間圧延仕上げ温度よりも融点
が低くかつ鋼片母材とのぬれ性の良好な金属を被覆す
る。

【００１４】ここで、金属被覆装置２の構成例を図３ａ
〜ｃに示すが、この発明では、被覆用の金属の箔Ｍを送
給するフィードロール２ａとこのフィードロール２ａに
よって送給された箔Ｍを鋼片の切断面に押しつける不活
性ガス噴射ノズル２ｂからなる図３ａに示すような構造
のもの（この箔は鋼片温度よりも低い融点を有し切断面
に接触することによって速やかに溶融して該切断面を被
覆する）とか、粒状の金属を不活性ガスの混相流として
吹き付けるノズルｎを備えた図３ｂに示すようなもの、
あるいは鋼片の切断面に吹き付ける金属を溶融状態で保
持する保温炉２ｃとこの保温炉２ｃに繋がりスライドノ
ズル２ｄ，２ｅによって区画されたアキュームレータ２
ｆとアキュームレータ２ｆに蓄えられた所定量の金属を
加圧して噴射するノズル２ｇからなる図３ｃに示すよう
なものが適用できる。

【００１５】また、３は切断手段１および被覆装置２を
取り囲むチャンバーであって、このチャンバー３内に不
活性または還元性ガスを吹き込むことによって鋼片の切
断から金属箔を被覆するまでの間の２次スケールの生成
を防止する。

【００１６】４は各鋼片Ａ, Ｂを切断面において相互に
接触させると共に加熱しつつ押圧することによって図４
に示すように鋼片の接合面積を漸次拡大していき、少な
くとも板幅方向の両端部をつなぐ接合手段であって、こ
の接合手段４はその詳細な図示はしないが、例えば短時
間で所定の温度域に加熱可能な交番磁界発生装置（鋼片
の厚さ方向に貫通する交番磁界を印加しこの交番磁界に
よって誘起された誘導電流によって加熱するもの）と鋼
片Ａ, Ｂを上下に挟み込む複数組みのピンチロール（鋼
片の押圧用) からなる。

【００１７】また、５は接合を完了した鋼片Ａ, Ｂにそ
の全長にわたってスケール除去( 鋼片の表面に生成した
スケール) を施すスケールブレーカー、６は粗圧延機、
そして７は仕上げ圧延機群である。

【００１８】上記の構成になる設備にて鋼片の連続熱間
圧延を行うには以下の要領で行う。

【００１９】まず、鋼片Ａ, Ｂのそれぞれに、切断手段
１を用いて各シートバーの突き合わせ状態でその幅方向
の少なくとも両端が接触するような平面形状になるよう
に切断加工（図２参照）を施し、その出側で被覆装置２
によってただちに各鋼片の切断面に金属を被覆する。

【００２０】そして、接合手段４にて、各鋼片Ａ, Ｂを
相互に接触させると共に加熱しつつ押圧することによっ
て図４に示したように鋼片の接合面積を漸次拡大してい
き、必要とされる接合代Ｗが得られた時点で予接合を完
了する。なお、この接合処理では鋼片の相互間で形成さ
れるギャップｇが完全に閉塞した時点で接合を完了する
ようにしてもよい。

【００２１】次いで、スケールブレーカー５を通して仕
上げ圧延機群７へ搬送する。

【００２２】

【作用】接合手段４による予接合の完了時点では、鋼片
Ａ, Ｂの幅方向中央部には概ね５〜50mm程度のギャップ
が存在することになるが、このようなギャップｇがあっ
ても仕上げ圧延にて鋼片Ａ, Ｂの後端部、先端部の幅方
向中央域におけるメタルフローを促進させることができ
れば図５に示すように板幅方向全域にわたる接合が可能
であり、したがってギャップを残したままで鋼片の接合
を終える接合形式では、接合時間の短縮化や鋼片を押圧
する際の押圧力の軽減を図るという点では極めて有効な
手段といえる。

【００２３】ところがこの時、幅中央部のギャップｇの
未接合面ｈに２次スケールが生成していると、その厚み
によっては十分な接合が望み得ないことは、前述したと
おりである。

【００２４】この発明では、切断手段１による加工の直
後に鋼片の各切断面に熱間仕上げ圧延温度よりも融点が
低くかつ鋼片母材とのぬれ性の良好な金属を被覆するよ
うにしたので、それ以降酸化雰囲気下であっても被覆し
た金属がすべて酸化物に変化しない限り切断面での酸化
はほぼ完全に防止される。

【００２５】したがってその間に接合手段４による接合
を完了するとともに仕上げ圧延機７による圧延にて接合
済み鋼片のギャップｇが閉塞するように板幅中央域のメ
タルフローを促進させれば、ロールすき間内での高い圧
縮応力の作用のもとで該領域はその全面にわたって強固
に接合（母材相当の強度となる）されることとなり、圧
延中にその部分から破断分離するようなことはない。

【００２６】この場合において、鋼片の切断面に被覆さ
れた金属の酸化物は鋼片の表面に生成する２次スケール
とは異なりスラグ状になっているため、それを取り除く
ための特別な処置をとらずともギャップｇの閉塞にした
がって容易に排除される。

【００２７】この発明では、接合装置４による予接合の
完了後にさらに押圧を継続し鋼片相互間に形成されるギ
ャップｇを完全に閉塞するような接合方式を採用するこ
ともでき、この場合には、鋼片相互のギャップｇが閉塞
した時点で被覆した金属の酸化は防止され、仕上げ圧延
機７に至るまでの搬送中の張力や振動等に起因した該金
属の脱落のおそれなしに鋼片母材中に拡散し、仕上げ圧
延機７による圧延で鋼片相互をその幅方向の全面にわた
ってより一層確実に接合することができるし、また金属
の被覆量も少量で済む利点がある。

【００２８】上記の接合方式の場合、鋼片の過大な押圧
による鋼片自体の変形を防止する観点からは、とくに接
合装置４による接合に際して鋼片の幅方向の全面が完全
に接触するまで押圧する必要はなく、ギャップｇが一部
残存するようにしてもよく、これによっても上記の目的
は充分に達成できる。

【００２９】上掲図１に示した設備では、切断手段１と
金属被覆装置２を取り囲みこの領域を不活性もしくは還
元性雰囲気に保持するチャンバー３を配置した例を示し
たが、これは鋼片の搬送経路に沿って配置もしくは移動
可能とした不活性ガスや還元性ガスの吹き付け可能なノ
ズルでもよく、またこのようなノズルと上記のチャンバ
ーとを組合せたものやガス流体を利用したカーテンを形
成するものなど、なんでもよい。鋼片の切断と同時にそ
の切断面に金属を被覆できる構成になっていれば上記の
手段はとくに設ける必要はない。

【００３０】雰囲気調整用のガスとしては、例えば窒素
等の不活性ガスあるいは水素を0.5％程度を含む窒素ガ
ス等の還元ガスが適用できる。

【００３１】被覆装置については、図２に示したように
種々の形式のものが適用できるが、被覆する範囲は切断
面の全面とする必要はない。というのは、引き続く接合
手段４おいて接合される部分は多少のスケールが残存し
ていてもスケールが溶融する温度以上に加熱されるため
この領域におけるスケールの生成がとくに問題となるよ
うなことはないからであり、したがってこの領域を除く
領域について酸化防止用の金属を被覆すればよいことに
なる。

【００３２】なお、この発明では、接合手段２として交
番磁界を用いて加熱する場合について説明したが、とく
に加熱時間等の点で問題がなければ直火式ガスバーナー
（アセチレントーチなどの利用）による加熱方式を適用
することもできるし、また直接通電加熱方式を適用して
もよい。

【００３３】鋼片の切断面に被覆する金属は、仕上げ圧
延機群７の第１スタンドにおける素材温度よりも低く、
しかも鋼片母材とのぬれ性がよいことが条件となるが、
拡散接合を促進させるために母相と固溶するものである
ことが望ましく、圧延対象となる鋼片が炭素鋼である場
合にはNi系の共晶合金等が適用できる。

【００３４】被覆する金属の形態としては、箔，粉体，
溶融状態のものなど何でもよい。

【００３５】

【実施例】厚さ260 mm, 幅1200mmの低炭素鋼スラブに粗
圧延を施して厚さ30mm, 幅1200mmのシートバー（粗圧延
終了時の素材温度：1050℃) とした後、先行シートバー
および後行シートバーともに上掲図１に示した設備の切
断手段によって図２ａの如き平面形状に切断し、即座に
被覆装置 (鋼片の板幅方向に100 mm間隔でノズルを配置
した形式) により、融点が880 ℃で平均粒径が0.25mmに
なるNi系共晶合金を窒素ガスととにも切断面に吹き付け
(ノズル１本当たり100 ｇ/sの供給速度で0.1 秒間噴
射) 、ついで交番磁界発生装置からなる接合手段にてシ
ートバーの幅方向の両端部を予接合（接合代：100mm ，
ギャップのすき間：10mm）したのち、スケールブレーカ
ーを経由させて板厚を３mmに仕上げる熱間圧延 (仕上げ
圧延直前の素材温度：950 ℃) を施した。

【００３６】上記の圧延の結果、圧延中に接合部分が破
断分離するようなことは全くなく安定した圧延が可能で
あることが確認できた。また、仕上げ圧延機群の第１ス
タンドによる圧延後に材料を取り出し接合部の界面を調
査したところ、若干の被覆金属は観察されたもののスケ
ールは皆無であり接合部分の界面は母相同士の金属接合
面となっていた。

【００３７】また、被覆装置による金属の噴射時間を0.
05秒とした他はすべて同一の条件にて鋼片相互を接合、
仕上げ圧延した場合についても調査したが、この場合も
圧延中に板が破断分離するようなことはなく安定した圧
延ができたし、仕上げ圧延機の第１スタンド圧延後の材
料の接合部界面も母相同士の金属接合面になっていてス
ケールは皆無であることが確認できた。

【００３８】これに対して、同サイズのシートバーを切
断手段によって加工したのち、その切断面に何らの処理
も施さずに幅方向の端部のみを接合して仕上げ圧延した
場合には、仕上げ圧延機群の第１スタンド圧延後の接合
部界面には厚さ約40μm 程度のスケール層の存在が認め
られ、板幅中央部の接合強度の不足に起因したと考えら
れる板の破断が５〜10回／1000コイルの割合で発生し
た。

【００３９】

【発明の効果】この発明によれば、鋼片の切断面での２
次スケールの生成がないので板幅方向全域にわたる接合
の下に熱間仕上げ圧延を安定して実施することが可能
で、生産性の高い連続熱間圧延が実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施に用いて好適な設備の構成を示
した図である。

【図２】ａ〜ｆはこの発明に従う鋼片の切断要領の説明
図である。

【図３】ａ〜ｃは被覆装置の構成を示した図である。

【図４】ａ，ｂは鋼片の接合状況を示した図である。

【図５】鋼片の接合状態を示した図である。

【符号の説明】

１ 切断手段 ２ 被覆装置 ３ チャンバー ４ 接合手段 ５ スケールブレーカー ６ 粗圧延機 ７ 仕上げ圧延機群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 雄作 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 鑓田 征雄 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 山口 忠政 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 志賀 千晃 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 高島 典生 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行する鋼片の後端部およびこれに引き
   続く後続の鋼片の先端部のそれぞれに、各鋼片の突き合
   わせ状態にて鋼片幅方向の少なくとも両端部が接触する
   切断加工を施し、次いで各鋼片を切断面において相互に
   接触させると共に加熱しつつ押圧することによって鋼片
   の接合面積を漸次拡大していく接合処理を施した後に、
   仕上げ圧延機群に送給して連続的に熱間圧延するに当た
   り、 切断加工の直後に鋼片の各切断面に熱間仕上げ圧延温度
   よりも融点が低くかつ鋼片母材とのぬれ性の良好な金属
   を被覆することを特徴とする熱間圧延における鋼片の接
   合方法。