JPH07290111A - 連続熱間圧延における被圧延材接続法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、粗圧延工程と仕上圧延工程を経て
前後して圧延される被圧延材を簡易な方法により、かつ
完全な状態で接合することが出来る連続熱間圧延におけ
る被圧延材接続法を提供する。 【構成】 粗圧延後の被圧延材１ｂを先行する被圧延材
１ａに仮接合後、仕上圧延で圧延し被圧延材同士を本接
合する連続熱間圧延における被圧延材接続法において、
仕上圧延以前に、被圧延材の先行材後端部１ａ及び後行
材先端部１ｂの幅方向端部の厚みを厚くしたエッジアッ
プ部３ａ，３ｂを形成するエッジアップ形成工程を付加
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粗圧延工程と仕上圧延
工程を経て被圧延材（シートバー）を製造する完全連続
圧延において、粗圧延工程以後でオンラインで被圧延材
を接続する方法に関するものである。

【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くのスタンドの熱間仕上圧延
機で圧延してコイルに巻取ることにより所定の寸法の薄
板コイルにしている。しかし、仕上圧延において、シー
トバーが有限長さであることよりシートバー先後端の通
板時に通板速度を遅くする方法がとられており、生産性
が阻害される要因となっている。

【０００３】その対策として有限長さであるシートバー
の先行材の後端と接続する後行材の先端を粗圧延機と仕
上圧延機の間で接合していわゆるエンドレス圧延を行う
ことが検討されている。

【０００４】特開昭５７−１０９５０４号公報には、図
５に示す如く、粗圧延機１２、コイルボックス２２、シ
ャー１３、移動式接合機２４およびスイングローラー式
テーブル２６、仕上圧延機１５からなるプロセスが開示
されている。この方式では、接合を溶接により行おうと
するもので、接合強度を確保する上で、広い接合面積が
必要であり、そのため接合するためには時間がかかり、
移動式接合機の走行距離が長くなる。またスイングロー
ラー式テーブル２６の設置のため、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。

【０００５】また、特開昭５８−１１２６０２号および
特開昭５９−２０９０５号の各公報には図６に示すよう
に粗圧延機１２、コイルボックス２２、シャー１３、固
定溶接機２７、シートバーの貯蔵装置またはスパイラル
ルーパー２９、仕上圧延機１５からなるプロセスが開示
されている。

【０００６】固定式溶接機の例として、特開昭６１−１
５８２８５号および特開昭６１−２４２７６８号の各公
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用いるのでスイン
グローラー式テーブルは不要である。しかし、ルーパー
などのシートバーの貯蔵装置が必要であり、シートバー
が塑性変形しない最小の曲げ曲率半径が２５ｍ程度のオ
ーダーとなることが多いことを考慮すると、ルーパーな
どの設備の大型化が避けられず高コストになる。以上示
した従来の技術では、シートバーの溶接に長い時間を要
するので、設備コストが高くなる問題があった。

【０００７】そこで、高温の金属材料に圧力を加えると
きわめて容易に接着することが周知の事実である、一方
熱間に使用されるシートバー等の被圧延材は、一般に９
００〜１３００℃程度の高温であり圧力を加えることに
より被圧延材同士が接続することは容易に想到しうる。
従って、先行材の後端と接続する後行材の先端を突き合
わせ、仕上圧延機で圧延することにより、先行材と後行
材の接合を行うことが考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の圧延による接合
法によって、被圧延材を接合した場合に、強い接合強度
を得るためには、圧延機前段での圧延圧接中に突き合わ
せ面の密着性を面全体で十分保つことが重要である。し
かし、突き合わせ面の大部分をしめる未溶接部は自由端
面であり、非定常変形を生じやすく、そのため突き合わ
せ面が変形して分離しやすい。しかも、全連続圧延にお
いては全連続化率の向上に伴って、板サイズ、鋼種、圧
下率などの圧延条件が頻繁に変化するので、突き合わせ
面の変形状態も変動し、それに伴ってシートバーの接合
力も変化して、板破断など、安定した通板が出来ない問
題があった。

【０００９】具体的に述べると、図７（Ａ）は従来の圧
延前のシートバーの突き合わせ面の平面形状を示す。ま
た図７（Ｂ）の実線は圧延した後の突き合わせ面の形状
を、破線は圧延前の形状を示す。この図からわかるよう
に、先行材１７と後行材１８は、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わか
る。従って、突き合わせ面同士が先行材１７と後行材１
８の両側端近傍で分離しノッチ部１９が形成される。

【００１０】この突き合わせ面の形状の変形は、ロール
バイト内の圧延方向応力の分布が、板中央で圧縮、耳端
部で引張となることに起因すると考えられ、前記ノッチ
部１９の存在は、接合部近傍の寸法形状精度が悪くな
り，場合によっては板破断を生じる原因ともなるので好
ましくない。一方上記ノッチ部１９をなくするために、
図８（Ａ）に示す被圧延材を湾曲形状２０の端面形状に
形成し接合すると、同図（Ｂ）の如く接合部が巾広の形
状となりやすい。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、粗圧延工程と
仕上圧延工程を経て前後して圧延される被圧延材を簡易
な方法により、かつ完全な状態で接合することが出来る
連続熱間圧延における被圧延材接続法を提供するもの
で、本発明の要旨は、粗圧延後の被圧延材を先行する被
圧延材に仮接合後、仕上圧延で圧延し被圧延材同士を本
接合する連続熱間圧延における被圧延材接続法におい
て、仕上圧延以前に、被圧延材の先行材後端部及び後行
材先端部の幅方向端部に次式の範囲の厚みを厚くしたエ
ッジアップ部を形成するエッジアップ形成工程を付加し
たことを特徴とする連続熱間圧延における被圧延材接続
法である。 ０．０１≦２ｔ／Ｔ≦０．２ ここで、ｔ：エッジアップ高さ、Ｔ：被圧延材の厚さ

【００１２】

【作用】本発明において、被圧延材の先行材後端部と後
行材先端部の圧延接合に際し、両端部の引張応力分布を
軽減することが出来るように作用する。即ち、前述の如
く被圧延材の端部は、平板の場合には接合端部に引張応
力が働くが、本発明の場合の圧延材の端部には、エッジ
アップ部が形成されており、このエッジアップ部の存在
により、被圧延材の接合端部の体積が、エッジアップを
行わない被圧延材の中央部の部分より体積が増大し、増
加した体積分が圧縮応力として作用する為、圧延時に生
じる被圧延材の端部の引張応力の分布を軽減し被圧延材
の端部の広がりを防止する。

【００１３】また、エッジアップの量については、エッ
ジアップの量を変化させ、接合強度を測定した図４に示
す如く、エッジアップ高さをｔ、被圧延材の高さをＴと
すると２ｔ／Ｔの値が０．０１≦２ｔ／Ｔ≦０．２の範
囲では接合強度が２ｋｇ／ｍｍ² 以上の数値であり、圧
延接合としての強度が充分であった。なお、２ｔ／Ｔが
０．０１以下では、エッジアップの効果が少なく、接合
端部にノッチ部が形成されこの部分の形成より接合強度
が不十分となった。またＯ．１以上では被圧延材の端部
の接合は充分であるが、被圧延材の板中央部に非接合部
が形成され接合強度不足になった。

【００１４】さらに、前記連続熱間圧延に際し、通常の
圧延時の幅を維持する圧延幅制限部材（巾方向ガイド）
を仕上圧延機に設ける構成とすると、先行材と後行材の
接合端部の部分が、仕上圧延機の位置で圧延接合される
ときに、板幅方向への広がりを物理的に制限すること出
来る。このため被圧延材端部の引張力を大幅に軽減しノ
ッチ部の形成防止効果を増大出来る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施例は、本
発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々
の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明
において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、こ
れらの態様に限られるものではない。図１は本発明を実
施する装置の概略を示す説明図である。

【００１６】本実施例の概要は、粗圧延機２で粗圧延さ
れた被圧延材の先行材１ａ後端部、後行材１ｂ先端部の
被圧延材の幅方向端部にエッジアップ形成工程をつかさ
どるエッジアップ装置３と、エッジアップを終了した被
圧延材を一時収納するコイルボックス４と、コイルボッ
クス４より取出した被圧延材の先行材１ａ後端部、後行
材１ｂ先端部を切断する切断工程を行う被圧延材切断機
５と、切断工程を経た両被圧延材を突き合わせ、少なく
とも端部を仮接合する仮溶接工程を行う仮接合装置６
と、後行材１ｂを先行材１ａに対し押込みながら仕上圧
延機に供給する押し込み工程を行う押し込み装置７と、
仕上圧延で被圧延材の幅中央の未接合部を圧延接合する
本接合工程を行う仕上圧延機８とよりなる。

【００１７】エッジアップ装置３は、例えば粗圧延機２
の出側に近接して堅ローラを設け、被圧延材の側面を圧
下させることにより行い図２（Ａ）に示すようなう断面
ドックボーン形状エッジアップ部３ａ、３ｂを形成する
ことが出来る。

【００１８】また図１中３ｃは、粗圧延機２の入側に設
けられ先行材１ａの後端位置、後行材１ｂの先端位置の
検出のための先端検出センサーであり、この先端検出セ
ンサー３ｃよりの信号は、エッジアップ装置３の作動タ
イミングを制御するエッジアップ装置制御部３ｄに入力
されている。

【００１９】コイルボックス４は、本発明では必須では
ないが、コイルボックス４内に一時被圧延材を収納する
ことにより、被圧延材温度を均一化および仕上圧延機で
の被圧延材の取扱上の観点より設けている。

【００２０】次に被圧延材切断機５は、例えばドラムシ
ャー等適宜の切断装置を用いる。切断のタイミングは、
先行材１ａの後端位置、後行材１ｂの先端位置の先端検
出センサー５ａで検知し、被圧延材切断機５の作動タイ
ミングを制御する被圧延材切断機制御部５ｂに入力され
ている。

【００２１】なお、エッジアップの形成位置をコイルボ
ックス４を出た被圧延材に対し行う構成としても良いこ
とは当然であり、また、本実施例と異なり、コイルボッ
クスを用いずに、上述したエッジアップ装置３から、被
圧延材を被圧延材切断機５に直接供給する構成としても
良い。この場合、エッジアップ装置制御部３ｄでエッジ
アップ装置３の作動タイミングを制御する信号を、被圧
延材切断機制御部５ｂにも入力し、被圧延材の走行速度
を演算し被圧延材切断機５の作動タイミングを制御して
も良い。

【００２２】仮接合装置６は、本発明においては大径ワ
イヤ炭酸ガス超高速ＭＡＧを用いることが好ましい。即
ち、溶接法としては、テルミット法、ＭＩＧ等のアーク
溶接法、高周波抵抗溶接、レーザ溶接法、フラッシュバ
ット溶接法等があるが、これらに比べ現段階では、大径
ワイヤ炭酸ガス超高速ＭＡＧは、通常圧延速度（１００
ｍｐｍ）で溶接接合が出来る点で、テルミット法、ＭＩ
Ｇ等のアーク溶接法等に比べ有利であるからである。

【００２３】なお、仮接合装置６では、先行材１ａの後
端と後行材１ｂの先端を確実に突合わせた後おこなう必
要があり、本発明では仮溶接に先立て前述のエッジアッ
プ形成工程および切断工程と同様に先端検出センサー６
ａを用いて行う。即ち、被圧延材接合部分の長手方向内
部の隙間の有無の検出を行う先端検出センサー６ａを設
けている。この先端検出センサー６ａは、例えば先行材
１ａと後行材１ｂの間に隙間があった場合にこれを検知
し、この信号に基づき送りロール６ｃ（または６ｄ）の
速度を増加させ隙間を無くする。従って先端検出センサ
ー６ａは、被圧延材進行方向に複数個設けフィードバッ
クすることが好ましい。

【００２４】なお、仮接合装置制御部６ｂでは、前述の
被圧延材切断機制御部５ｂの作動タイミングを制御する
際、この信号を入力し、被圧延材の走行速度を考慮して
演算し、仮接合装置５の溶接の開始時期等のタイミング
調整および溶接機の走行速度等の制御を行う。

【００２５】押し込み装置７は、例えば２対のピンチロ
ールを仕上圧延機の直前に配置し、被圧延材の仕上圧延
機８への供給を確実にならしめるために設けられている
が、図示のピンチロール方式に限らず、竪ロールを用い
て行っても良い。

【００２６】仕上圧延機８は、従来より熱間圧延に使用
している仕上圧延機をそのまま使用する。仕上圧延機８
には、仕上圧延機のロールギャップ間に帯状の圧延幅制
限部材８ａ（巾方向ガイド）が設けられている。この圧
延幅制限部材８ａは、圧下率、材質により異なるが、図
３に示す如く被圧延材の両幅方向に通常の圧延幅を維持
する幅に設定されて、接合時に幅方向に膨らむ分を防止
する目的で設けられている。

【００２７】なお上述実施例では、エッジアップ装置３
として堅ロールで行っているがこれに限るものではな
く、例えばエッジアップ量を取り込んだ異形ロールを用
いても良い。

【００２８】上述の実施例の装置で以下に示す被圧延材
を圧延接合した。圧延材各部分の寸法を表す記号は図２
に示した。 （１）被圧延材 材質 アルミキルド鋼 板形状 板幅２０００ｍｍ、板厚４０ｍｍ 板温度 １０００℃ （２）切断形状 ｎ＝１８ｍｍ、ｏ＝７ｍｍ、ｐ＝１８ｍｍ、ｑ＝５ｍｍ （３）仮溶接 溶接機の種類 大径ワイヤ炭酸ガス超高速ＭＡＧ ノーズ深さ α＝１２ｍｍ 被圧延材の両端からそれぞれ β＝３００ｍｍ （４）仕上圧延への押込 押込装置 ピンチロール（２対の半径５００ｍｍロ
ール） 押込圧力 １ｋｇ／ｍｍ² （５）仕上圧延機 種類 ６スタンド ４ＨＩ 圧下率 ４５％ 圧延幅制限部材 間隔 ２０４０ｍｍ （巾方向ガイド） （６）エッジアップ 幅 ｒ＝１００ｍｍ 後端からの長さ ｓ＝５００ｍｍ

【００２９】上記条件で、エッジアップ量を変化させた
材料のみかけの接合強度試験を行った結果を図４に実線
で示す。この図からもわかるように、０．０１≦２ｔ／
Ｔ≦０．２の範囲では、接合強度が十分で破断が生じな
かった。他方０．０１以下では、被圧延材の端部接合不
良による接合強度が不足で、端部から破断が生じた。一
方、０．２以上では、被圧延材中央部の接合不良による
接合強度が不足で、被圧延材中央部から破断が生じ、実
用的ではなかった。また、圧延幅制限部材８ａを設けた
場合には、図４に一点鎖線で示したように更にエッジア
ップ量を少なくすることが可能であり、更に有益である
ことがわかる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上述のように構成し、被圧延材
の両側部の引っ張り応力を軽減でき、連続圧延を行う際
に、被圧延材の突き合わせ面の先行材と後行材の両側端
近傍で分離し形成するノッチ部を解消し、板破断を未然
に防止でき、かつ接合部近傍の寸法形状精度が良い圧延
材を提供出来る等優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する装置の概略を示す説明図。

【図２】本発明で接合する被圧延材の形状を示す図であ
り、同図（Ａ）は断面図、同図（Ｂ）は平面図、同図
（Ｃ）は（Ｂ）の中央部拡大断面図。

【図３】本発明に用いる仕上圧延機に、圧延幅制限部材
を取り付けた状態を示す概略斜視図。

【図４】エッジアップ量と接合強度との関係を示す図。

【図５】従来技術を示すもので、移動式接合機とスイン
グローラ式テーブルを用いたプロセスの図。

【図６】従来技術を示すもので、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プロ
セスの図。

【図７】従来技術での接合状態を示す説明図で、（Ａ）
は従来の圧延前のシートバーの突き合わせ面の平面形状
を示す説明図、（Ｂ）の実線は圧延した後の突き合わせ
面の形状を、破線は圧延前の形状を示す説明図。

【図８】従来技術で切断端面を湾曲状に形成した時の接
合状態を示す説明図で、（Ａ）は従来の圧延前のシート
バーの突き合わせ面の平面形状を示す説明図、（Ｂ）の
は圧延した後の突き合わせ面の平面形状を示す説明図。

【符号の説明】

１ａ、１７ 先行材の被圧延材 １ｂ、１８ 後行材の被圧延材 ２ 粗圧延機 ３ エッジアップ装置 ３ａ、３ｂ エッジアップ部 ４ コイルボックス ５ 被圧延材切断機 ５ａ 先端検出センサー ５ｂ 被圧延材切断機制御部 ６ 仮接合装置 ６ａ 先端検出センサー ６ｂ 仮接合装置機制御部 ６ｃ，６ｄ 送りロール ７ 押し込み装置 ８ 仕上圧延機 ８ａ 圧延幅制限部材

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １ａ、１７ 先行材の被圧延材 １ｂ、１８ 後行材の被圧延材 ２ 粗圧延機 ３ エッジアップ装置 ３ａ、３ｂ エッジアップ部 ４ コイルボックス ５ 被圧延材切断機 ５ａ 先端検出センサー ５ｂ 被圧延材切断機制御部 ６ 仮接合装置 ６ａ 先端検出センサー ６ｂ 仮接合装置制御部 ６ｃ，６ｄ 送りロール ７ 押し込み装置 ８ 仕上圧延機 ８ａ 圧延幅制限部材

───────────────────────────────────────────────────── 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】粗圧延後の被圧延材を先行する被圧延材に
   仮接合後、仕上圧延で圧延し被圧延材同士を本接合する
   連続熱間圧延における被圧延材接続法において、 仕上圧延以前に、被圧延材の先行材後端部及び後行材先
   端部の幅方向端部に次式の範囲の厚みを厚くしたエッジ
   アップ部を形成するエッジアップ形成工程を付加したこ
   とを特徴とする連続熱間圧延における被圧延材接続法。 ０．０１≦２ｔ／Ｔ≦０．２ 但しｔ：エッジアップ高さ、 Ｔ：被圧延材の厚さ