JPH0810803A - 全連続熱間圧延のシートバーのインサート摺動接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、全連続熱間圧延に際し、仕上げ圧
延機の入側でシートバーを圧延接合するシートバーのイ
ンサート摺動接合方法を提供する。 【構成】 後行のシートバー１２の先端部と先行のシー
トバー１３の後端部の合わせ面に間隙２５を設け、この
間隙にインサート材１４を挿入し、インサート材圧延中
のシートバーにより押圧しつつ、インサート材を接触界
面に沿う方向に摺動させた後、間隙の増加を防止しつつ
インサート材をシートバーの板厚方向に圧下し、後行の
シートバーの先端部と先行のシートバーの後端部を接合
するインサート摺動接合方法である。 【効果】 インサート材との界面の密着性が向上してシ
ートバーは強固に圧延接合され、また設備のコンパクト
化も達成されてシートバー圧延における生産性が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全連続熱間圧延を行う
際に、仕上げ圧延機の入側でシートバーを圧延接合する
シートバーのインサート摺動接合方法に関する。

【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の熱間仕
上げ圧延機で圧延してコイルに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】しかし仕上げ圧延において、シートバーが
有限長さであることによる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の非定常圧延が避けら
れないため、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を通板する際に通板速度を
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。その対策として、有限長さのシートバーを粗圧延
機と仕上げ圧延機の間で接合してエンドレスの仕上圧延
を行う事が検討されている。

【０００４】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２，シャー，固定式溶接機
１７，シートバーの貯蔵装置またはスパイラルルーパー
１９，仕上げ圧延機１１からなるプロセスが開示されて
いる。

【０００５】固定式溶接機１７の例として、特開昭６１
−１５８２８５号公報および特開昭６１−２４２７６８
号公報には、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。これらの方式では固定式溶接機を採用
するので、溶接機とローラーテーブルとの干渉は発生せ
ず、ローラーテーブルの昇降機能追加等の改造は不要で
ある。

【０００６】しかし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
最小の曲げ極率半径が２５ｍ程度となることを考慮する
と、ルーパなどの設備の大型化が避けられず、設備レイ
アウトの制限やコスト高の点から、既設ミルの改造には
適さない。

【０００７】特開平４−８９１１０号公報には、図７に
示すようにコイル１６，レベラー３，シャー４，移動式
誘導加熱接合装置２０，仕上げ圧延機１１からなるプロ
セスが開示されている。

【０００８】この方式の特徴は、仕上げ圧延機１１の入
側で合わせ面を接合するということであり、シートバー
１２の加熱および接合の時間を十分確保するために移動
式接合装置２０を用いるため、接合装置とローラーテー
ブルの干渉を防止しなければならず、昇降式テーブルの
設置等，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。そのため、この方法は既設
ミルの改造には不適であり、事実上採用できない。

【０００９】以上に示す従来技術では、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。そこで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な課題となっている。そ
の有力な方法として、原理的に接合時間が短い固相接合
方式が有望視されており、なかでも圧接方法が優れてい
ると考えられる。

【００１０】しかし連続熱間圧延の粗バーのシャー切断
面に表面スケールが生成するため、十分な接合強度を確
保できない問題があった。

【００１１】特開平５−３８５０７号公報には、移動式
接合装置として図８（ａ），（ｂ）に示すように、後行
シートバー３０ｂの先端と先行シートバー３０ａの後端
を互いに摩擦摺動させて、摩擦発熱により合わせ面３１
の界面の加熱をおこなうとともに、表面スケールを排除
して圧接を確実に実施する装置が開示されている。

【００１２】しかし開示された装置は、質量の大きなシ
ートバー３０ａ，３０ｂを摩擦摺動しながらシートバー
の移動に同期して走行するという、極めて大がかりな走
間接合用台車３５を用いるために、接合装置とローラー
テーブル３４の干渉を防止しなければならず、昇降式テ
ーブルの設置等、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。なお３２はクラン
プ治具，３３はアクチュエータ軸である。そのため、こ
の方法は既設ミルの改造には不適であり、事実上採用で
きない。

【００１３】即ち、従来の摩擦摺動接合方式では、質量
の大きなシートバーを直接加振するので、設備の複雑化
が避けられないという問題があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
全連続熱間圧延のシートバーの接合を行うには、短時間
で接合可能な摩擦摺動と圧接を複合した方法が有利であ
る。しかし従来、質量の大きなシートバーを直接摺動さ
せるため、設備の大型化および複雑化が避けられずにコ
スト高になり、さらに既存の設備を改造する際には、工
事による設備休止期間の増加が避けられないという設備
計画上の困難性があった。

【００１５】本発明は上記課題を解決し、間隙に挟んだ
インサート材を摺動変形させることによりシートバーを
押しつけて圧下接合するシートバーのインサート摺動接
合方法を提供する。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこでこの困難性を回避
するために、質量の大きなシートバーを直接加振して摩
擦摺動することは一切やめて、その代わりに合わせ面の
間隙にインサート材を挟み、軽量なインサート材を直接
摩擦摺動させた後に、固定式装置でシートバーの板厚方
向に圧下して変形させることにより、インサート材をシ
ートバーの長手方向に押しつけて、インサート材を介し
て間接的にシートバーを接合する原理を考案し、圧延理
論と実験により本手法の有効性を調べて、本発明を成し
たものである。

【００１７】（１） 本発明は、粗圧延後のシートバー
の先端部を先行する仕上圧延中のシートバーの後端部に
接合して連続的に圧延する全連続熱間圧延のシートバー
の接合方法において、前記粗圧延後のシートバーの先端
部の合わせ面と前記先行する仕上圧延中のシートバーの
後端部の合わせ面との間に間隙を設け、該間隙にインサ
ート材を挿入し、該インサート材を前記粗圧延後のシー
トバーと先行する仕上げ圧延中のシートバーにより押圧
しつつ、インサート材を該インサート材と前記各シート
バーの接触界面に沿う方向に摺動させた後、前記間隙の
増加を防止しつつ該インサート材をシートバーの板厚方
向に圧下して、粗圧延後のシートバーの先端部と先行す
る圧延中のシートバーの後端部を接合することを特徴と
する全連続熱間圧延のシートバーのインサート摺動接合
方法である。

【００１８】（２） また上記（１）項のシートバーの
インサート摺動接合方法において、間隙が、シートバー
幅方向の合わせ面を一部切除して設けられることを特徴
とする全連続熱間圧延のシートバーのインサート摺動接
合方法である。

【００１９】（３） また上記（１）または（２）項の
シートバーのインサート摺動接合方法において、インサ
ート材が、シートバーと同じ金属材料，またはシートバ
ーの圧延温度より高い融点を有する金属材料であり、不
活性ガス中で加熱したのち、表面を清浄化してシートバ
ーの合わせ面の間隙に挿入することを特徴とする全連続
熱間圧延のシートバーのインサート摺動接合方法であ
る。

【００２０】（４） また上記（１）ないし（３）項の
いづれかに記載のシートバーのインサート摺動接合方法
において、ピンチロールの胴部に、シートバーのインサ
ート材を挿入する幅方向位置に対応する位置のカリバー
を持つか、または胴部の長さがインサート材を挿入する
幅方向位置の間隙より短い単数または複数のピンチロー
ルにより挟みつけられることによって、前記間隙の増加
が妨げられることを特徴とする全連続熱間圧延のシート
バーのインサート摺動接合方法である。

【００２１】（５） また上記（１）ないし（４）項の
いづれかに記載のシートバーのインサート摺動接合方法
において、シートバーの合わせ面の間隙に挿入したイン
サート材を、該シートバーの表裏面から突出させるか、
もしくはシートバーの側端部から突出させてインサート
材を挿入し、該インサート材の突出部を掴んで単数また
は複数回往復摺動させることを特徴とする全連続熱間圧
延のシートバーのインサート摺動接合方法である。

【００２２】（６） また上記（１）ないし（５）項の
いづれかに記載のシートバーのインサート摺動接合方法
において、挿入したインサート材をシートバーの側端か
ら掴んで摺動する単数または複数の摩擦摺動装置が、ロ
ーラーテーブルの両側に沿って走行する走間摺動用台車
に搭載されていることを特徴とする全連続熱間圧延のシ
ートバーのインサート摺動接合方法である。

【００２３】（７） また上記（１）ないし（６）項の
いづれかに記載のシートバーのインサート摺動接合方法
において、インサート材を、シートバーの送り方向に移
動しながら金型を有する固定式鍛造装置，もしくはロー
ラー鍛造装置により板厚方向に圧下することを特徴とす
る全連続熱間圧延のシートバーのインサート摺動接合方
法である。

【００２４】本発明は、接合するシートバーの合わせ面
の両端の部分にインサート材を挿入し、インサート材を
合わせ面との間で直接摩擦摺動した後に、インサート材
を固定式の装置によりシートバーの板厚方向に圧下し、
インサート材の変形により間接的にシートバーの合わせ
面を押して圧接することにより、コンパクトな設備，
接合強度の安定確保を実現したことにある。

【００２５】

【作用】以下作用とともに、本発明の一実施態様例を示
す図面に従って本発明を詳細に説明する。

【００２６】図１は本発明の接合方法を実施するに好適
な設備の圧延ライン例を示す図面、図２は本発明のイン
サート材の挿入状況の例を示す図面、図３は本発明のイ
ンサート材の摺動の機構を示す断面図、図４は本発明の
接合の機構を示す斜視図，図５は接合部の変形状態を示
す図面である。

【００２７】図１で、１は粗圧延機，２はコイルボック
ス，３はレベラー，４はシャー，５は端部切断装置，６
はインサート材加熱用の非酸化雰囲気炉，７はインサー
ト材の挿入装置，８はフライング式鍛造装置またはロー
ラー鍛造装置，８ａは圧下装置のダイス（図４），９は
後行のシートバーのピンチロール，１０は先行のシート
バーのピンチロール，１１は仕上げ圧延機，１２は後行
のシートバー，１３は先行のシートバー，１４はインサ
ート材，１４ｔはインサート材保持用の爪（図２），１
５は仕上げスケールブレーカー，１６はコイル，１８は
ピンチロール、２１は走間摩擦摺動装置，２２はインサ
ート材掴み部処理装置，２３は還元性粉末の供給装置で
ある。

【００２８】粗圧延機１で所定の寸法に圧延されたシー
トバーは、コイルボックス２に捲き取られた後コイル１
６として捲き戻されるか、もしくはコイルボックスをパ
スして、直接シャー４により先端部と後端部を切断され
る。

【００２９】また図２に示すように、後行のシートバー
１２の先端部および先行のシートバー１３の後端部のど
ちらか一方もしくは両方の合わせ面に、端部切断装置５
によりインサート材挿入用間隙の切り欠き部２５が設け
られる。

【００３０】端部切断装置５としては、ミラー，鋸など
の機械的切断加工や、レーザー，プラズマなどの高エネ
ルギービームによる切断加工を適用できるが、加工時間
や加工精度を考慮すると、インサート材１４挿入用間隙
の切り欠きと同じ形状の刃型を持つシャーによる打ち抜
き方式が好ましい。この場合、シートバーの送りに同期
してシートバーの幅方向の任意の位置を打ち抜く位置制
御機構を有するシャーを用いる。

【００３１】間隙の切り欠き部２５は、先行のシートバ
ー１３の後端面，後行のシートバー１２の先端面，また
はその両方ともに加工することができるが、図２（ａ）
に示すように、シートバーの送り速度が圧延速度に影響
されない後行材に加工するのが好ましい。

【００３２】また、インサート材挿入用の間隙切り欠き
部２５の形状は、インサート材１４の形状を考慮して形
成するか、インサート材１４の形状は、角柱状とするの
が良い。

【００３３】従って図２に示すように、インサート材挿
入用間隙２５の切り欠き部の幅ｗｐはインサート材の幅
ｗｉと同程度とし、間隙２５の切り欠き部の長さｌｐは
インサート材の長さｌｉより小さくする。なおこの間隙
２５は切り欠いて形成しても良いが、図２（ｂ）のよう
に、先行シートバー１３と後行シートバー１２の間に距
離を設けることにより間隙２５を形成しても良い。

【００３４】インサート材１４の材質はシートバー１
２，１３と同じ材料が好ましいが、異なる場合は板破断
防止の観点からシートバーの圧延温度よりも融点が高い
材料とする。インサート材の幅ｗｉは強度を確保するた
めには大きい方が良いが、加工などのコストを減らす観
点を考慮するとシートバーの板幅ｂの１０％程度が好ま
しい。

【００３５】なお摺動のため、図２に示すようにインサ
ート材の端部をシートバーの幅方向端部より突出させて
掴み部１４ｅを設け、その長さｗＧを摺動装置２１ａの
掴み装置２１ｂの寸法に応じて設ける。また摺動方向が
上下方向の場合は、インサート材をシートバーの厚さ方
向に突出させて掴み部１４ｅを設ける。

【００３６】またインサート材の長さｌｉは、圧下の際
の材料の充満性や座屈防止の観点からは大きい方が良い
が、加工などのコストの観点からはシートバーの板厚よ
り小さい方が好ましい。またこのインサート材の長さｌ
ｉが板厚の２０％以下であれば、図２（ｂ）に示すよう
に、挿入用の切り欠き間隙２５を設けないでシャー切断
のままの合わせ面の間隙に挟んでも必要な接合強度を得
ることができる。インサート材１４を挿入する位置は、
合わせ面の板幅方向の端部を含むことが好ましい。

【００３７】次にインサート材１４は、インサート材挿
入装置７により後行のシートバー１２の合わせ面に設け
られたインサート材挿入用間隙２５の切欠部に移送され
る。

【００３８】インサート材挿入装置７は、シートバーの
送りと同期して移動し、かつ間隙位置に合わせてシート
バーの幅方向に移動する本体と、本体に付属しインサー
ト材１４をインサート材加熱装置６から取り出して案内
装置に払い出す装置，および本体に付属し本体からシー
トバーの間隙まで伸びる筒の中をインサート材１４が落
下するシューター式の案内装置から構成されている。

【００３９】なおインサート材１４は、インサート材加
熱炉６により予めシートバーの温度と同程度か、より高
温に加熱することが好ましい。インサート材の加熱は、
バーナー，通電加熱など公知の方法で行えば良いが、不
活性雰囲気の加熱炉で行ってスケール生成を抑制するこ
とが好ましい。このようにして合わせ面の温度が高ま
り、活性が増加し接合効率が良くなる。

【００４０】またインサート材挿入装置７には、水ジェ
ット，金ブラシ付きロール，フライスなど機械的方法，
または還元性スケール除去剤，スケール溶解装置など電
気化学的方法，さらにはレーザー照射式溶融，プラズマ
照射式溶融など高エネルギー的方法などのスケール除去
手段を設けておき、インサート材１４がインサート挿入
装置７の中を通過して間隙に移送する際に、表面のスケ
ールを除去するのが好ましい。このようにインサート材
１４の表面の清浄度が高めることにより、接合効率が向
上する。

【００４１】次ぎに、テーブルローラーおよびピンチロ
ール１８，１８ａの回転速度制御により後行のシートバ
ー１２が、先行のシートバー１３に追いつくように移送
され、インサート材が挿入用間隙２５に挿入され、イン
サート材１４は両シートバーが接触する際にシートバー
の合わせ面間に挟まれ、その位置に挟持される。なおイ
ンサート材を確実に保持するためには、図２（ａ）に示
すようにインサート材の適当な位置に爪や突起１４ｔを
設けて、シートバーの切欠部２５の長手方向の両端部に
懸架されるなどの対策をすれば良い。

【００４２】次に図１に示すように、後行のシートバー
１２はピンチロール１８により、また先行のシートバー
１３はピンチロール１８ａにより挟まれるとともに、ピ
ンチロール１８の回転速度がピンチロール１８ａの回転
速度より大きく設定されることにより、インサート材１
４を介して、後行のシートバー１２で先行のシートバー
１３が押し付けられる。そのために、シートバーにより
インサート材１４が先行シートバーと後行シートバーの
合わせ面に強く押しつけられたまま、シートバーが搬送
される。

【００４３】なおインサート材挿入後のシートバーの搬
送においては、ピンチロールとインサート材との干渉を
防止するために、図２（ｂ）に示すようにピンチロール
１８，１８ａの胴部の長さをインサート材を挿入する幅
方向位置の間隙より短く、すなわち少なくとも２つの挿
入されたインサート材のシートバー中央側端部２７の間
の距離より短くするか、図２（ａ）に示すように、胴部
のインサート材を挿入する幅方向位置に対応する位置
に、すなわちロール端部から少なくとも挿入されたイン
サート材のシートバー中央側端部２７までの間に、カリ
バーを設けたピンチロールとすることが好ましい。また
ピンチロールの拘束力を増加させるには、複数のピンチ
ロールの使用が有効である。

【００４４】次に図３に示すように、シートバーを搬送
するローラーテーブル２８の両側に沿って、インサート
材１４と同期しなが走間摺動用台車２１が走行し、この
台車に搭載された走間摩擦摺動装置２１ａの掴み装置２
１ｂによってインサート材１４の掴み部１４ｅが掴ま
れ、インサート材１４がシートバーの端部で幅方向に出
し入れされる。

【００４５】その際、シートバー１２，１３とインサー
ト材１４の接触界面がシートバーの幅方向に摺動面２４
で摺動され、摺動回数が増すにつれてインサート材とシ
ートバーの界面の摩擦発熱により摺動界面２４の温度が
上昇して、摺動界面温度が材料の融点近くまで達するこ
とにより活性化されるとともに、摺動界面に存在するス
ケールが破壊され、新生面が露出して清浄性が増す。

【００４６】また摺動による塑性変形により界面相互の
馴染みが増し、密着性が向上する。なお鋼種などにより
摩擦発熱だけでは発熱量が不足し、昇温時間が長くなる
場合は、図１に示す粉末供給装置２３により還元性の粉
末を摺動面２４に添加して界面のスケールと反応させ
る。

【００４７】還元性粉末を添加することにより、摩擦摺
動で界面が加熱され、摺動界面間に存在する還元性粉末
が発火し、その際の化学反応により高熱が発生して摺動
界面の温度が急上昇するため短時間で活性となる。また
その際の発熱により、摺動界面に存在するスケールを溶
融させて新生面が発生するので、清浄性が著しく上昇す
る。粉末供給装置２３はシートバーの上方に位置し、シ
ートバーの突き合わせ部が粉末供給装置の下を通過する
際に、インサート材１４の周囲に粉末を落下させる方式
とすれば良い。

【００４８】次に走間摩擦摺動装置２１が所定の距離走
行して、摺動界面を加熱した後にインサート材の掴み部
１４ｅを離す。その後、不要のインサート材掴み部１４
ｅは、インサート材掴み部処理装置２２によって切断処
理されるのが好ましい。

【００４９】インサート材掴み部処理装置２２として
は、鋸などの機械的切断加工やレーザー，プラズマなど
の高エネルギービームによる切断加工を適用できるが、
加工時間や加工精度を考慮すると、シャーによる機械的
なせん断が好ましい。この場合、シートバーの送りに同
期し、シートバーの幅方向の任意の位置をせん断する位
置制御機構を有するシャーを用いる。

【００５０】次に図１に示すように、後行のシートバー
１２はピンチロール９により、また先行のシートバー１
３はピンチロール１０により挟まれるとともに、ピンチ
ロール９の回転速度がピンチロール１０の回転速度より
大きく設定されることにより、インサート材１４を介し
て、後行のシートバー１２で先行のシートバー１３が押
し込まれる。

【００５１】この状態を保ったままシートバー１２，１
３は圧延の進行とともに移動し、切欠部２５に挟持され
たインサート材１４が圧下装置８の直下に移動したとき
に、上下のダイス８ａが作動し、インサート材を圧下す
る。

【００５２】その際、インサート材が両方のシートバー
の合わせ面を摺動しながらアップセットするように変形
し、後行のシートバー１２と先行のシートバー１３がイ
ンサート材を介して間隙の両合わせ面で接合する。

【００５３】なお圧下装置８としては、シートバーの送
りに同期して本体が移動する装置の使用も考えられる
が、構造が複雑になる短所がある。そこで、装置本体は
固定式で、金型がロコモーション機構などでシートバー
の送り方向に移動しながらシートバーの板厚方向に圧下
するフライング式プレスや、圧延スタンドと同様のロー
ル圧下機構のローラー鍛造機の使用が好ましい。

【００５４】図５（ａ）は圧下前，図５（ｂ）は圧下中
のインサート材１４による接合部の変形状態を示す。イ
ンサート材の体積は圧下の前後で変化しないから、圧下
によりインサート材の高さｔｉが減少すれば、インサー
ト材の長さｌｉと幅ｗｉは増加する。なおインサート材
の高さｔｉは、圧下装置の圧下治具すなわちダイス８ａ
の先端部の形状にもよるが、インサート材を圧下して接
合しうる変形力を生じ得ればよい。なお通常板厚の１．
０〜２．６倍程度である。

【００５５】一方インサート材１４は、シートバーの切
り欠き２５により周囲を拘束されているため自由な変形
ができないので、シートバーを押す方向の圧力がインサ
ート材とシートバーの接触界面に発生し、この圧力によ
り接触界面のスケールが破断し、金属接触した部分が接
合する。

【００５６】一方シートバーの合わせ面の未接合部につ
いては、仕上げ圧延機の第１スタンドで圧延する際に圧
接し、全幅に渡ってシートバーが接合するので、後続の
スタンドで板破断することもなく連続圧延が可能とな
る。

【００５７】次に本発明の作用について説明する。

【００５８】本発明の特徴の一つであるコンパクトな設
備に関する作用について、先ず説明する。本発明では、
従来シートバーを加振していたのを、インサート材のみ
を加振する摩擦摺動方式に変更したので、摩擦摺動工程
とアップセット接合工程を分離することができる。

【００５９】この摩擦摺動工程では、インサート材のみ
を加振するので装置の容量が小さくなり、それにともな
って、摩擦摺動時の合わせ面の押し力も減少するため、
ピンチロールによる負荷方式が使えるようになる。また
図３に示すように、側面から加振する方式を採用するの
で、走間摩擦摺動用台車とローラーテーブルの干渉が防
止できる。

【００６０】さらにアップセット接合工程では、インサ
ート材をシートバーの板厚方向に圧下して、その際の変
形により間接的にシートバーを長手方向にアップセット
接合させる方式としている。このことにより、負荷が容
易なシートバーの板厚方向の鍛造が可能で、安価な鍛造
装置を使用する。

【００６１】なおシートバーの送り速度が大きい場合に
は、鍛造中にダイスとインサート材の摩擦が大きくなる
ので、これを防止するために、圧下中にダイスがシート
バーの送り方向に移動する前記のフライング機構を有す
る圧下装置や、ローラー鍛造装置を使用することが望ま
しい。このように本発明の方法では、インサート材のみ
を圧下するので、機構の複雑化を招くシートバーの上下
・左右方向の移動が不要となる。

【００６２】一方発明者らは、仕上げ圧延機の入側で突
き合わせ面の両幅端部近傍のみを接合しておけば、後述
の仕上げ圧延機の第１スタンドで残りの部分が圧接され
て、板破断が生じないことを知見しており、板幅端部近
傍のみを接合することにより、特に大形となる摩擦摺動
装置および鍛造装置の容量を全幅を接合する際の２０％
程度に減少させることができる。

【００６３】また摩擦摺動時または鍛造時には、合わせ
面が分離するのを防止するためにシートバーを拘束しな
ければならないが、この拘束力も全幅を接合する時の２
０％程度に減少することになるので、比較的小さな押し
込み力しか発生できないピンチロールによる拘束方法の
適用が可能となる。

【００６４】以上のそれぞれの結果、図１に示すよう
に、シートバーの移動に同期させて移動する装置は、端
部切断装置５，インサート材挿入装置７，還元性粉末の
供給装置２３の小型軽量化した機器と、小型のインサー
ト材を摩擦摺動させるに必要な容量の駆動装置を備えた
小型の走間摩擦摺動用台車２１であり、比較的大型とな
る圧下装置８は本体が固定式となる。

【００６５】そのため本発明の方法であれば、従来の技
術で必要とされるようなローラーテーブルとの干渉が避
けられない大型の移動台車が不要となり、本発明の方法
を既設ミルに適用する際にテーブルローラーの昇降化な
どの改造が不要となる。

【００６６】次に本発明の他の特徴である、接合強度の
安定確保に関する作用について説明する。熱間接合に関
する一般論として、接合に必要な条件は、合わせ面の
清浄化、合わせ面の活性化、合わせ面の密着化に大
別される。即ち、接合する時点で合わせ面のスケールを
除去して金属表面を露出させること、合わせ面の温度を
高温に保つこと、合わせ面を相互に押しつけて密着させ
ることが接合を確実にするために特に重要である。

【００６７】本発明においても、これらの３条件を制御
して接合強度の増加を図っており、表１に本発明の対策
が接合条件に及ぼす効果を示す。

【００６８】

【表１】

【００６９】即ちインサート材挿入用切欠部を形成する
ために、シートバー合わせ面２６の幅端部を一部端部切
断装置により切断することにより新生面が生じるため、
清浄性が増加すると同時に活性も増す。またシャー４に
よる先行のシートバーの後端部および後行のシートバー
の先端部の切断により、合わせ面の平滑かつ新生な面を
生成して密着性を向上する。

【００７０】従来のシートバー長手方向の圧着方式で
は、シートバーの表面に金型等の拘束が無いので、材料
がシートの接合部の表面に突出し欠陥になること、合わ
せ面２６の間隙が閉塞系にならないので材料内部に大き
な静水圧が発生せず、インサート材と合わせ面の界面の
密着性が低下し、強固な接合が期待できないという問題
があった。

【００７１】本発明の方法であれば、圧下装置のダイス
による拘束で材料がシートバーの表面に突出しない。ま
た、インサート材が切欠部に充満した後は静水圧が著し
く高まり、インサート材と合わせ面界面２４を相互に押
しつける圧力が高まってインサート材とシートバー界面
の密着性が向上する。

【００７２】更にインサート材を圧下する際に、インサ
ート材の表面とシートバーの表面で剪断摩擦が発生し、
表面スケールの剥離が生じるとともに、破壊または溶融
したスケールが絞りだされて清浄性が著しく高まる。以
上本発明は、装置のコンパクト化と接合強度の安定確保
に効果があることが判る。

【００７３】本発明によるインサート摺動接合方式であ
れば、前述のように、従来方式の欠点を改善しており、
仕上げ圧延機で作用する張力によっても切断しない強固
な接合が可能となる。

【００７４】

【実施例】本発明の一実施例を、図１に示す機構の圧延
プロセスラインにおいて、表２に示す条件により連続熱
間圧延を行った結果、先行のシートバーの後端部と後行
のシートバーの先端部は強固に接合され、仕上圧延中に
シートバーの板破断が発生する事はなく、本発明が有効
であることが判明した。

【００７５】

【表２】

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のインサート
摺動接合方法は、シートバーの先端部，後端部の合わせ
面に間隙を設け、この間隙にインサート材を挿入し、イ
ンサート材を圧延中のシートバーにより押圧しつつ、イ
ンサート材を接触界面に沿う方向に摺動させた後、間隙
の増加を防止しつつインサート材をシートバーの板厚方
向に圧下することにより、インサート材との合わせ面界
面に剪断摩擦が発生して清浄性および活性が高まり、さ
らにインサート材の圧下により相互に押しつける圧力が
高まり、インサート材とシートバー界面の密着性が向上
して両シートバーは強固に圧延接合され、接合強度の安
定確保が実現されるとともに、また設備のコンパクト化
も達成され、全連続熱間圧延によるシートバーの生産性
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圧
延ライン例を示す図面である。

【図２】本発明の接合方法の態様例を示し、（ａ），
（ａ−１）図はインサート材挿入用の切り欠きがある場
合，（ｂ），（ｂ−１）図は切り欠きがない場合の例を
示す図面であり、（ａ），（ｂ）図は平面図，（ａ−
１），（ｂ−１）図はそれぞれＪ−ＪおよびＫ−Ｋにお
ける断面図である。

【図３】本発明の走間摩擦摺動装置の配置を示す平面図
（ａ）および正面図（ｂ）である。

【図４】本発明の固定式装置による接合機構を示す斜視
図である。

【図５】本発明の接合部におけるインサート材の変形状
態を示し、（ａ）図は圧下前，（ｂ）図は圧下後の状態
を示す断面図である。

【図６】従来の固定式溶接器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ライン例を示す図面で
ある。

【図７】従来の移動式接合機とスイングローラー式テー
ブルを用いたライン例を示す図面である。

【図８】全幅摩擦摺動方式の走間摩擦摺動装置の従来例
を示す平面図（ａ）および正面図（ｂ）である。

【符号の説明】

１ 粗圧延機 ２ コイルボックス ３ レベラー ４ シャー ５ 端部切断装置 ６ インサート材加熱用の非酸化雰囲気炉 ７ インサート材挿入装置 ８ 固形式圧下装置またはローラー鍛造装置 ８ａ 鍛造装置のダイス ９ 後行シートバーのピンチロール １０ 先行シートバーのピンチロール １１ 仕上げ圧延機 １２，３０ｂ 後行シートバー １３，３０ａ 先行シートバー １４ インサート材 １４ｅ インサート掴み部 １４ｔ インサート材保持用突起 １５ 仕上げスケールブレーカー １６ コイル １７ 固定式溶接機 １８ ピンチロール １９ シートバーの貯蔵装置またはスパイラル
ルーパー ２０ 移動式接合機 ２１ 走間摩擦摺動用台車 ２１ａ 摩擦摺動装置 ２１ｂ 摩擦摺動装置の掴み装置 ２２ インサート材掴み部処理装置 ２３ 粉末供給装置 ２４ 摺動面 ２５ インサート材挿入用間隙（切欠き部） ２６，３１ 合せ面 ２７ インサート材のシートバー中央側端部 ２８ ローラーテーブル ２９ レール ３０ シートバー ３２ クランプ治具 ３３ アクチュエータ軸 ３４ 昇降式ローラーテーブル ３５ 台車 ３６ アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 20/12 Ｄ 20/16

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗圧延後のシートバーの先端部を先行す
   る仕上圧延中のシートバーの後端部に接合して連続的に
   圧延する全連続熱間圧延のシートバーの接合方法におい
   て、前記粗圧延後のシートバーの先端部の合わせ面と前
   記先行する仕上圧延中のシートバーの後端部の合わせ面
   との間に間隙を設け、該間隙にインサート材を挿入し、
   該インサート材を前記粗圧延後のシートバーと先行する
   仕上げ圧延中のシートバーにより押圧しつつ、インサー
   ト材を該インサート材と前記各シートバーの接触界面に
   沿う方向に摺動させた後、前記間隙の増加を防止しつつ
   該インサート材をシートバーの板厚方向に圧下して、粗
   圧延後のシートバーの先端部と先行する圧延中のシート
   バーの後端部を接合することを特徴とする全連続熱間圧
   延のシートバーのインサート摺動接合方法。
2. 【請求項２】 間隙が、シートバー幅方向の合わせ面を
   一部切除して設けられることを特徴とする請求項１に記
   載の全連続熱間圧延のシートバーのインサート摺動接合
   方法。
3. 【請求項３】 インサート材が、シートバーと同じ金属
   材料，またはシートバーの圧延温度より高い融点を有す
   る金属材料であり、不活性ガス中で加熱したのち、表面
   を清浄化してシートバーの合わせ面の間隙に挿入するこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の全連続
   熱間圧延のシートバーのインサート摺動接合方法。
4. 【請求項４】 ピンチロールの胴部に、シートバーのイ
   ンサート材を挿入する幅方向位置に対応する位置のカリ
   バーを持つか、または胴部の長さがインサート材を挿入
   する幅方向位置の間隙より短い単数または複数のピンチ
   ロールにより挟みつけられることによって、前記間隙の
   増加が妨げられることを特徴とする請求項１ないし請求
   項３のいづれかに記載の全連続熱間圧延のシートバーの
   インサート摺動接合方法。
5. 【請求項５】 シートバーの合わせ面の間隙に挿入した
   インサート材を、該シートバーの表裏面から突出させる
   か、もしくはシートバーの側端部から突出させてインサ
   ート材を挿入し、該インサート材の突出部を掴んで単数
   または複数回往復摺動させることを特徴とする請求項１
   ないし請求項４のいづれかに記載の全連続熱間圧延のシ
   ートバーのインサート摺動接合方法。
6. 【請求項６】 挿入したインサート材をシートバーの側
   端から掴んで摺動する単数または複数の摩擦摺動装置
   が、ローラーテーブルの両側に沿って走行する走間摺動
   用台車に搭載されていることを特徴とする請求項１ない
   し請求項５のいづれかに記載の全連続熱間圧延のシート
   バーのインサート摺動接合方法。
7. 【請求項７】 インサート材を、シートバーの送り方向
   に移動しながら金型を有する固定式鍛造装置，もしくは
   ローラー鍛造装置により板厚方向に圧下することを特徴
   とする請求項１ないし請求項６のいづれかに記載の全連
   続熱間圧延のシートバーのインサート摺動接合方法。