JPH07284810A - 完全連続熱間圧延のシートバーの接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 完全連続熱間圧延を行うに際して、溶接を少
なくし、また全く行わずに、仕上圧延機の最前段で接合
するシートバーの接合方法を提供する。 【構成】 粗圧延された先行シートバー７の後端部と、
後行シートバー６の先端部を突き合わせたまま、仕上圧
延機３最前段に設けた幅広がりを拘束するための孔型を
形成するロール４を備えた圧延機に噛み込ませる完全連
続熱間圧延のシートバーの接合方法である。 【効果】 突き合わせ面の密着割合を高めるとともに接
合強度を向上させることができ、シートバー圧延の生産
性向上に顕著な効果を発揮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、完全連続熱間圧延を行
うに際して、溶接を少なくするか、若しくは全く行わず
に、仕上圧延機の最前段において接合するシートバーの
接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来薄板の熱間タンデム圧延では、製鋼
工程から送られてきた有限長さのスラブを粗圧延してシ
ートバーとし、このシートバーを多スタンドからなる熱
間仕上圧延機で圧延して薄板とし、これを捲き取ること
により、所定の寸法の薄板コイルにしている。

【０００３】しかしシートバーが有限の長さであるた
め、仕上圧延においてシートバー先端の噛み込みおよび
シートバー後端の尻抜け時に、シートバーの先端部およ
び後端部が非定常圧延となることが避けられない。従っ
て板の絞り込みなどの通板不良発生防止の観点から、シ
ートバーの先後端の圧延時に圧延速度を遅くしなければ
ならず、生産性を阻害する要因となっていた。

【０００４】その対策として、従来有限長さのシートバ
ーを粗圧延機と仕上圧延機の間で接合して、仕上圧延を
エンドレスとする完全連続熱間圧延を行うことが検討さ
れている。

【０００５】例えば特開昭５７−１０９５０４号公報に
は、図５に示すように粗圧延機１，コイルボックス１
５，シャー２，移動式接合機（スイングローラー式テー
ブル）１７，仕上圧延機３からなる完全連続熱間圧延プ
ロセスが開示されている。

【０００６】この方式では、シートバー６，７同士が移
動式接合機１７で接合されるが、欠点として、溶接だけ
でシートバー同士の接合強度を確保しなければならない
ために、広い接合面積が必要で、そのために充分な接合
時間が必要であり、このため移動式接合機の走行距離が
長くなるという問題がある。

【０００７】即ち、スイングローラー式テーブル設置が
必要であり、このため既設ミルの改造に際しては多くの
ミル休止期間と改造コストが必要となる。

【０００８】一方特開昭５８−１１２６０１号公報およ
び特開昭５９−２０９４０５号公報には、図６に示すよ
うに粗圧延機１，コイルボックス１５，シャー２，固定
式溶接機２０，シートバーの貯蔵装置またはスパイラル
ルーパー２１，仕上圧延機３からなるプロセスが開示さ
れている。この方式では、シートバー同士が固定式接合
機２０で接合される。

【０００９】この固定式溶接機の例として、特開昭６１
−１５８２８５号公報および特開昭６１−２４２７６８
号公報に、通電加熱とアップセットを用いるプロセスが
示されている。この方式では固定式溶接機を採用するの
でスイングローラー式テーブルは不要である。

【００１０】しかし接合のための時間を確保するため、
ルーパーなどのシートバーの貯蔵装置が新たに必要とな
り、シートバーが塑性変形をしないための最小の曲げ曲
率半径が２５ｍ程度となることを考慮すると、ルーパー
などの設備の大型化が避けられず、高コストとなる難点
がある。

【００１１】上述の従来技術では、溶接によってシート
バーの接合強度を得るため、シートバーの溶接に長い時
間を要し、この時間を確保するための設備コストが高く
なる問題があった。この問題を解決するためには短時間
で接合を行う方法の開発が重要である。その有力な方法
としてシートバーの接合面積の全部または大部分を圧延
接合する方法が考えられる。

【００１２】特開平４−８９１１２号公報に、図７に示
すようにドラムシャー２，ピンチロール５，抑えロール
８，仕上圧延機３からなるプロセスが開示されている。
この方式では、突き合わせ部は圧延前にはほとんど溶接
されていないか、または全く溶接されていないので、シ
ートバー７先後端部には拘束がなく、突き合わせ部分が
板の先後端と同じ状態になる。

【００１３】シートバー端部を例えばドラムシャーなど
で直線に切断した場合には、フィッシュテールなどに代
表される非定常変形を生じるため、充分な接合面積が得
られないので、充分な接合強度が得られない。一方、シ
ートバー先後端部の非定常変形を相殺するような特殊な
シートバー端部切断形状を得るためには、特別な曲線刃
を有するドラムシャーが必要となる難点がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】従来、既設ミルを改造
して完全連続熱間圧延を実施するためには、仕上圧延機
の最前段でシートバーの突き合わせ面の全部または大部
分を固相接合する新プロセスが有利である。

【００１５】その前提条件である強い接合強度を得る課
題に対しては、圧延機最前段での圧延接合中に合わせ面
の密着を面全体で充分保つことが重要である。一方突き
合わせ部は、圧延前にはほとんど溶接されていないか、
全く溶接されていないので、先後端部には拘束がなく、
突き合わせ部分が板の先後端と同じ状態になり、フィッ
シュテールなどに代表される非定常変形を生じる。

【００１６】即ち仕上圧延の際に、非定常変形に伴って
板の両側端近傍などにおける突き合わせ部の一部が分離
して、仕上圧延機最前段で圧接されたシートバーの接合
強度にばらつきを生じる問題があった。

【００１７】本発明は、上記課題を解消した完全連続熱
間圧延のシートバーの接合方法を提供する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み、突き合
わせ面が分離しないために、発明者等は圧延理論と熱間
の金属を用いた実験により圧延圧接の機構を調査し、そ
の際に得られた知見に基づいて本発明をなしたものであ
り、孔型を形成するロールを用いて圧延中の非定常変形
部の幅拡がりを拘束し、突き合わせ面の密着割合を高め
るとともに、接合強度を向上させることにある。

【００１９】即ち本発明は、粗圧延後のシートバーを先
行する仕上圧延中のシートバーに接合して連続的に圧延
する完全連続熱間圧延のシートバーの接合方法におい
て、粗圧延された先行シートバーの後端部と、後行シー
トバーの先端部を突き合わせたまま、仕上圧延機最前段
に設けた幅広がりを拘束するための孔型を形成するロー
ルを備えた圧延機に噛み込ませることを特徴とする完全
連続熱間圧延のシートバーの接合方法である。

【００２０】

【作用】以下本発明を、図面を参照しながら作用ととも
に詳細に説明する。

【００２１】図１に、本発明の方法を実施するに好適な
設備の一例を示す。図１において、１は粗圧延機，２は
シャー，３は最前段ロールを幅広がりを拘束するための
孔型を形成するロールを備えた圧延機とした仕上圧延機
群，４は仕上圧延前段の作業ロール，５はピンチロー
ル，６は後行するシートバー，７は先行するシートバ
ー，８はシートバー６，７の座屈を防止するための抑え
ロールを示す。

【００２２】粗圧延機１で所定厚さに圧延したシートバ
ーは、シャー２により先端と後端が切断され、ピンチロ
ール５の回転駆動速度を適切に制御し、後行するシート
バー６の先端を仕上圧延中のシートバー７の後端に押し
つけるとともに、突き合わせ部を最前段作業ロール４を
幅広がりを拘束するための孔型を形成するロールとした
仕上圧延機群３の最前段で圧延して、シートバーを圧延
接合する。

【００２３】シートバー端部はシャー２により直線に切
断されているものの、幅広がりを拘束するための孔型を
形成するロールによるシートバーの幅広がり拘束のた
め、シートバー先後端部にフィッシュテールのような非
定常変形が生ぜず、後続の仕上げスタンドで板破断しな
い程度の接合力が、溶接を必要としない固相接合で得ら
れ、連続圧延が可能となる。

【００２４】このとき、シャー切断形状は幅広がりを拘
束するための孔型を形成するロールにより非定常変形部
の幅広がりを拘束するため、特殊な形状に加工する必要
はなく、従来の直線形状でよい。

【００２５】次に本発明の作用について説明する。

【００２６】図４は横軸にロールバイト内の位置，縦軸
にシートバーに作用する圧延方向垂直圧力ｐを示す。圧
延理論の教えるところによれば、圧延方向垂直圧力ｐは
ロールとシートバーの相対滑りにより生ずる摩擦丘によ
り発生し、先行するシートバーと後行するシートバーの
突き合わせ面で、両方の面を押しつけるように作用す
る。

【００２７】シートバーは熱間圧延のため１０００℃程
度に加熱されているので、この圧延方向垂直圧力ｐが充
分大きければシートバーの突き合わせ面は容易に圧延接
合される。またこの圧接力により突き合わせ面に接触不
良があっても、その程度が小さければ、隙間を埋めるよ
うにメタルフローが生じて接合は可能となる。

【００２８】しかし連続圧延においては、前記メタルフ
ローによっても埋められない程大きい突き合わせ面の分
離が生じる可能性がある。その因子として圧延による突
き合わせ面の非定常変形が挙げられ、これによる突き合
わせ面の分離を防止しなければ強力な接合力は得られな
い。

【００２９】圧延による突き合わせ面の非定常変形に対
しては、圧延接合する際に発生する突き合わせ面の幅広
がりを、幅広がりを拘束するための孔型を形成するロー
ルを用いることにより拘束することが有効である。

【００３０】図２（Ａ）の実線は、平ロール，つまり幅
広がりを拘束しない場合の圧延後の突き合わせ面の形状
を示し、破線は圧延前のシートバーの突き合わせ面の平
面形状を示す。圧延により突き合わせ面の形状が破線か
ら実線のように変化することが判る。即ち突き合わせ面
の相対変位が分離現象となる。

【００３１】図２（Ｂ）の実線は、幅広がりを拘束する
ための孔型を形成するロール，つまり幅広がりを拘束し
た場合の圧延後の突き合わせ面の形状を示し、破線は圧
延前のシートバーの突き合わせ面の平面形状を示す。

【００３２】図２（Ａ），つまり平ロールを用いた場合
に比べ、図２（Ｂ），つまり孔型を形成するロールを用
いると、幅広がりを抑えるだけでなく、突き合わせ面の
相対変位が小さいことが判る。

【００３３】なお本発明で用いる幅広がりを拘束する孔
型を形成するロール圧延機は、例えば図３（Ａ）に示す
ような一方のロール，例えば上ロール９を凸型ロールと
し、他方のロール，例えば下ロール１０を凹型ロールと
することにより、間隙１１を形成し、凹型ロールで幅広
がりを拘束しようという孔型ロール圧延機だけでなく、
図３（Ｂ）に示すような上ロール９，下ロール１０につ
ば１２を持たせた階段状ロールを互い違いに組み合わせ
ることにより間隙１１を形成し、上下ロールのつば１２
により幅広がりを拘束する孔型ロール圧延機がある。

【００３４】また図３（Ｃ）に示すような一方のロー
ル，例えば上ロール９の両側に軸方向に可変なスリーブ
１３を設け、他方のロール，例えば下ロール１０を平ロ
ールとし、両ロールと両スリーブ１３を設け、他方のロ
ール，例えば下ロール１０を平ロールとし、両ロールと
両スリーブより形成される間隙１１で板圧延し、スリー
ブ１３により幅広がりを拘束するだけでなく、スリーブ
１３を軸方向に移動させることにより異幅材の接合にも
対応できるようにしたスリーブロール圧延機がある。

【００３５】また図３（Ｄ）に示すような、一方のロー
ルの片側に軸方向に可変なスリーブ１３、他方のロール
の片側に、一方のロールとは互い違いになるように軸方
向に可変なスリーブ１３を設け、両ロールと両スリーブ
より形成される間隙１１で板圧延し、スリーブにより幅
広がりを拘束するだけでなく、スリーブを軸方向に移動
させることにより異幅材の接合にも対応できるようにし
たスリーブロール圧延機がある。

【００３６】さらには、図３（Ｅ１），（Ｅ２）に示す
ような、上ロール９、下ロール１０の間に幅広がりを拘
束するための、幅方向に可変な幅広がり拘束ロール１４
を組み合わせることにより異幅材の接合にも対応可能な
ユニバーサルロール圧延機、図３（Ｆ１），（Ｆ２）に
示すような、上ロール９，下ロール１０のロール胴端部
に接するように幅広がり拘束ロール１４を設け、異厚材
の接合にも対応可能なユニバーサルロール圧延機を用い
ることも可能である。

【００３７】このとき、間隙幅はシートバー先後端の非
定常変形部の幅広がりを拘束できる程度に調整すること
が望ましい。

【００３８】

【実施例】本発明の実施例を、図１に示す装置を用いて
実施した。６スタンドのタンデム仕上圧延機で、最前段
ロールを孔幅１０５０ｍｍの孔型ロールとした。幅１０
００ｍｍ，厚５０ｍｍ，端部形状が直線の低炭アルミキ
ルド鋼のシートバーを、面圧にして１ｋｇ／ｍｍ² の押
付力を突き合わせ面に付与させたまま圧延機に供給し、
厚３ｍｍの熱延板に仕上げた。このとき、最前段ロール
の圧下率を４０％とした。

【００３９】その結果接合は行われ、仕上圧延中にシー
トバーの板破断は発生せず、本発明が有効であることが
判明した。

【００４０】なお比較のため、最前段ロールも水平ロー
ルを用いて幅広がりを拘束しない完全連続熱間圧延テス
トを上述と同様の条件で行ったところ、接合はするもの
の充分な接合強度が得られなかったため、後段で板破断
が発生した。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のシートバー
の接合方法は、先行シートバーの後端部と後行シートバ
ーの先端部を突き合わせたまま、仕上圧延機最前段に設
けた幅広がりを拘束するための孔型を形成するロールを
備えた圧延機に噛み込ませることにより、シートバーの
突き合わせ面は容易に圧延接合され、完全連続熱間圧延
を行うに際して、突き合わせ面の密着割合を高めるとと
もに接合強度を向上させることができ、シートバー圧延
の生産性向上に顕著な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接合方法を実施するに好適な設備のプ
ロセス例を示す図面である。

【図２】突き合わせ面の平面形状を示し、（Ａ）は幅広
がりを拘束しない場合，（Ｂ）は幅広がりを拘束した場
合を示す図面である。

【図３】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ１），
（Ｆ１）図は圧延接合を行う孔型を形成するロール圧延
機形状の各種態様の横断面図，（Ｅ２），（Ｆ２）図は
縦断面図である。

【図４】ロールバイト位置と圧延方向垂直圧力ｐの関係
を示す図面である。

【図５】移動式接合機とスイングローラー式テーブルを
用いた接合方法の従来のプロセス例を示す図面である。

【図６】固定式溶接機とシートバーの貯蔵装置またはス
パイラルルーパーを用いた接合方法の従来のプロセス例
を示す図面である。

【図７】水平ロールを仕上圧延機群最前段ロールに用い
た圧延接合の従来のプロセス例を示し、（Ａ）は平面
図，（Ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１ 粗圧延機 ２ シャー ３ 仕上圧延機 ４ 仕上圧延機前段のロール ５ ピンチロール ６ 後行するシートバー ７ 先行するシートバー ８ 座屈防止抑えロール ９ 上ロール １０ 下ロール １１ 間隙 １２ つば １３ スリーブ １４ 幅広がり拘束ロール １５ コイルボックス １６ コイル １７ 移動式接合機 １８ レール １９ スイングローラー式テーブル ２０ 固定式溶接機 ２１ シートバーの貯蔵装置またはスパイラルルーパー

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 和夫 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 中島 浩衛 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗圧延後のシートバーを先行する仕上圧
   延中のシートバーに接合して連続的に圧延する完全連続
   熱間圧延のシートバーの接合方法において、粗圧延され
   た先行シートバーの後端部と、後行シートバーの先端部
   を突き合わせたまま、仕上圧延機最前段に設けた幅広が
   りを拘束するための孔型を形成するロールを備えた圧延
   機に噛み込ませることを特徴とする完全連続熱間圧延の
   シートバーの接合方法。