JPH08118129A

JPH08118129A - 接合鋼片の接合不良部除去方法およびその装置

Info

Publication number: JPH08118129A
Application number: JP26041594A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Nikaido; 英幸二階堂; Takeshi Hirabayashi; 毅平林; Shigeru Isoyama; 茂磯山; Hirosuke Yamada; 博右山田; Shigefumi Katsura; 重史桂; Katsuhiro Takebayashi; 克浩竹林; Katsuzo Tashiro; 勝三田代; Osamu Nakagawa; 理中川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-10-25
Filing date: 1994-10-25
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【構成】先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部をそれ
ぞれ切断したのち、鋼片の各端部を近接させて加熱・昇
温、押圧して両鋼片を接合し、次いで接合済みの鋼片を
連続的に熱間仕上げ圧延するに当たり、鋼片の接合を終
えたのち、鋼片相互の押圧に際して生じた接合不良部を
母材表面よりも深く切削して除去する。【効果】接合不良部を効率よく除去できるので、圧延
中の大きな張力変動を起こすようなことがなく安定した
連続圧延が実施できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、先行鋼片と後行鋼片
とを突き合わせ接合して連続的に熱間仕上げ圧延する場
合の、とくに接合過程で発生する接合不良部を除去し安
定した圧延操業を実現しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼片の連続熱間圧延を実施する場合の接
合プロセスは、接合時間の短縮化を図る観点から先行鋼
片の後端部と後行鋼片の先端部を所定の温度になるまで
加熱・昇温、これらを相互に押圧して突き合わせ接合す
るのが一般的であったが、この手法は鋼片の押圧の際に
突き合わせ部が隆起（以下、このような隆起した部分を
単に接合不良部と記す）するため、これが、圧延機の圧
下力や板の張力に悪影響を及ぼすとともに、鋼片の接合
部にへげ状の疵が形成されるような場合においては圧延
の進行とともにその深さが深くなり圧延中に板が破断す
る不利があった。

【０００３】また、接合不良部が圧延ロールに噛み込ま
れる際の衝撃によってロールが損傷するだけでなく、板
材の厚さが安定しないため製品品質にもばらつきが生じ
る不都合があった。

【０００４】鋼片の接合に当たって生じるこのような接
合不良部は、上述のように連続熱間圧延において種々の
問題を発生させることになるため、圧延に先立って除去
しておことが重要であるところ、具体的にどの領域をど
の程度除去すればよいか従来は全く検討がなされていな
かった。

【０００５】接合不良部は鋼片の接合予定面の形状や押
圧量によって変わるものであり、これを除去する方法と
してはホットスカーファあるいは熱間グラインダー等を
適用することができるものの、連続熱間圧延に供する鋼
片は温度が１０００℃以上にも達しており、このような
状況下で１秒前後の短い時間で接合不良部を完全に除去
するのは困難であり、その除去手段についての提案も今
のところないのが現状であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、鋼
片を接合する際に不可避に生じる接合不良部を簡便に除
去できる方法および装置を提案することろにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、先行鋼片の
後端部と後行鋼片の先端部をそれぞれ切断したのち、鋼
片の各端部を近接させて加熱・昇温、押圧して両鋼片を
接合し、次いで接合済みの鋼片を連続的に熱間仕上げ圧
延するに当たり、鋼片の接合を終えたのち、鋼片相互の
押圧に際して生じた接合不良部を母材表面よりも深く切
削して除去することを特徴とする接合鋼片の接合不良部
除去方法であり、切削代は鋼片表面の片側において母板
板厚の１２．５％以内に、切削領域は鋼片の接合部を中
心にしてその長手方向において２０mm以上でかつ、鋼片
の幅方向においてその板幅の６０％以上にするのが好ま
しい。鋼片の幅方向における切削領域については、鋼片
のそれぞれの幅端部からその中央へ向かって板幅の３０
％以上ずつとするのがとくに好ましい。

【０００８】接合不良部を切削するに際しては、周速を
５０〜１２０ｍ／ｓの範囲に調整した回転刃を用いるの
が好ましく、回転刃は直径が５００ｍｍ以上で、刃のピ
ッチが５ｍｍ以上になるものを用いるのが望ましい。

【０００９】また、この発明は、接合鋼片を上下に挟
み、鋼片の押圧時に生じた接合不良部を切削除去する少
なくとも一対の回転刃と、この回転刃の周速を制御する
回転速度制御手段と、鋼片の接合部をトラッキングする
トラッキング手段と、接合部のトラッキング状況に応じ
て回転刃の切り込みを制御する制御手段からなる、接合
鋼片の接合不良部除去装置である。

【００１０】

【作用】鋼片の接合に先立って行う切断処理において、
かかる鋼片の端部を接合に適した形状に仕上げるには、
通常はクロップカットに使用されるシャーを使用するの
が一般的である。そして、シャーの形式としては、回転
ドラム型、クランク型、振動型等種々のものがあり、こ
れらは鋼片の接合状況に応じて使い分けられるものであ
るが、いずれのものを用いた場合であっても図１に示す
ような形状（４×６〜５×８mm程度のだれが発生）にな
るのが避けられない。

【００１１】このような断面形状を有する先行鋼片と後
行鋼片とについて、それらの端部でギャップを開けて対
向配置し、かかる部位を加熱・昇温（誘導加熱等）、８
〜１０mm程度を押圧した場合に鋼片の接合部は図２のよ
うな形状を呈するようになる。

【００１２】このような接合不良部を、深さ１mm、２m
m、３mm、４mmと４水準に分けて除去した後に熱間仕上
げ圧延を行った結果、いずれの深さにおいても先行鋼片
および後行鋼片をその母板表面よりも深く削り込んでい
ればへげ状の疵にはならず、この疵を原因として板が圧
延中に破断するようなことはなかった。

【００１３】また、鋼片の押圧に際してその端部が上下
にずれる、いわゆる目違いの状態になったとしても、鋼
片の接合部において母板表面よりも深く削り込んでおけ
ば圧延中に板が破断するようなことはない。

【００１４】この発明においては、接合不良部を除去す
る際の片面における削り代は母板板厚の１２．５％以下
にすることとしたが、その理由は、接合不良部を削り取
る際の反力を大きくしない、あるいは、刃物への負荷を
大きくしないという実用上の観点からである。

【００１５】ところで、接合不良部の長さ（鋼片の長手
方向における長さ）は、誘導加熱時の周波数や押圧量に
よっても異なるが、通常は５〜１０mm／片側になる。こ
の部分をどのくらいの範囲で除去すれば圧延に際してへ
げ状の疵が発生しないかについて図３に示す如く調査し
たところ、ほぼ２０〜３０mmの範囲で除去した場合には
図４に示すように接合不良部の非常に柔らかい部分（接
合不良部の端部）が残存し、これがへげ状の疵の原因に
なることが明らかとなった。

【００１６】そして、こ接合不良部に起因したへげ状の
疵の発生を防止するには、接合面を起点にして鋼片の長
手方向において少なくとも２０mmの範囲（片方の鋼片に
ついてであり、両鋼片にまたがる場合には接合面からそ
れぞれ少なくとも２０mm、すなわち合計で４０mmを超え
る範囲）で接合不良部を除去する必要があることが判明
した。

【００１７】接合不良部は図５（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うなパターンで除去するのが好ましい。

【００１８】上掲図５（ａ），（ｂ）は板厚の異なるも
のを対象とした場合の切削パターンであり、図５（ｃ）
は鋼片の端部が上下にずれた状態での削除パターンであ
る。

【００１９】鋼片の幅方向における接合不良部の除去範
囲については、その全域を完全に除去するようにするの
が最もよいが、板幅が２０００mmにも達するような鋼片
を対象とするような場合には設備上必ずしも容易でな
い。

【００２０】図６は仕上げ板厚が１．０〜１．６mm、板
幅が１０００〜２０００mmになる鋼片につき、その板の
接合後の幅方向における接合不良部の除去率と圧延中に
おける板の破断状況を示したものである。これによれ
ば、鋼片の幅方向において接合不良部をほぼ６０％（片
側で３０％）以上（母板表面よりも深く削り込み、かつ
鋼片の長手方向における除去範囲を一方の金属片で少な
くとも２０mmの範囲で除去することを前提とする）除去
しておけば圧延中に板が破断することはなく、このため
この発明においては、幅方向における接合不良部の除去
範囲を板幅の６０％以上にした。

【００２１】接合不良部の除去に際して、それを完全に
除去するとともにその深さも２±１mm程度に仕上げる場
合の手段としては刃物が最も有効になる。

【００２２】温度が１０００℃を超える鋼片を切削する
場合においては、刃物と材料との接触時間を短くするこ
とが重要な条件となるが、このような条件を満足する手
段としては回転刃が最も好ましい。

【００２３】工作機械等で用いられているような回転刃
（超硬等）は、溶損や摩耗が激しいため使用することが
できず、ホットソー等で使用するようなＳ５５Ｃ（機械
構造用炭素鋼鋼材）あるいはＳＮＣ（ニッケル・クロム
鋼鋼材）等からなる回転刃を冷却しつつ使用するのが最
良といえる。

【００２４】図７は上記の回転刃の周速と焼付きの関係
を示したものである。回転刃を使用するに当たっては、
刃の焼付きを防止する目的からその周速を５０ｍ／ｓ以
上とするのが最も好ましい。周速の上限については、１
２０ｍ／ｓを超えると刃の寿命が極端に短くなるので１
２０ｍ／ｓ以下とするのが望ましい。

【００２５】回転刃の周速が５０ｍ／ｓ以上の高速にす
ると振動（ビビリ）等が発生することなしに接合不良部
を切削、除去することができ、これが安定稼働のための
最も重要な要件となる。

【００２６】接合不良部の除去に際して回転刃の刃先は
図８に示すように切削弧長Ｌ_d内で３つ以上接触させて
おくのが望ましい。

【００２７】接合不良部の切削においては、母板につい
ても多少なりとも削り込んでおく必要があるが、０．２
mmを実操業の最小値に設定したとすれば、回転刃が満足
しなければならない条件としては、回転刃の径を５００
mmとすると、刃のピッチは５mm（Ｌ_d＝√500 ×0.2 ＝
10mm, ピッチＰ＝10/2＝5 mm) である。

【００２８】刃のピッチは５mm未満では高速回転させて
も目詰まりを起こすので５mm以上とするのが望ましい。
回転刃の径は大きくすれば、その分だけ刃のピッチを大
きくすることができるが、周速と設備上から決定される
回転数の許容値を考慮すると回転刃の径は８００〜９０
０mm程度が妥当である。直径が１２００mm程度になる回
転刃でも製作することが可能であるが、回転刃の加減速
性能 (例えば刃を８０ｍ／ｓの周速にするまで５分程度
時間がかかる) に問題がでてくる。

【００２９】

【実施例】図９、図１０にこの発明に従う接合不良部除
去装置を示す。

【００３０】図における１は先行鋼片、２は後行鋼片、
３は鋼片の接合不良部ｆを切削除去する上下で一対にな
る回転刃であって、この回転刃３は鋼片へ向かって近接
・離隔する向きに移動させるシリンダｓを有している。
また、４は回転刃３につながるスピンドル、５はスピン
ドル４につながる分配ギァ、６は分配ギァに連結する駆
動モータであって、回転刃３は分配ギァ５、スピンドル
４を介して駆動モータｍにて回転駆動されることにな
る。

【００３１】また、７は回転刃３の回転速度を制御する
回転速度制御手段、８は鋼片の接合部をその搬送方向に
おいてトラッキングするトラッキング手段であって、こ
のトラッキング手段８は鋼片に接触して転動するタッチ
式のアイドルローラ（レーザドップラ方式等の非接触の
速度計でもよい）８ａとこのアイドルローラ８ａにつな
がる回転位置検出器８ｂからなる。

【００３２】また、９は接合部の到達状況に応じて回転
刃３の切り込みタイミングと切り込み量を制御する開度
制御手段であって、この開度制御手段９は上位制御手段
１０とインターフェースされ、板厚情報に基づいた切り
込み開度が開度制御手段９に伝達される。

【００３３】このような構成になる接合不良部除去装置
う使用して鋼片の接合不良部ｆを除去するには、以下の
要領にて行う。

【００３４】鋼片の接合に際して生じた接合不良部ｆが
回転刃３に到達する時期をトラッキング手段８で把握し
つつ適切な位置に到達した時点で開度制御手段９からの
指令によって油圧コントロールバルブｓ₁を介してシリ
ンダｓを作動させ、回転刃３の開度を小さくするととも
にそれを駆動して切り込みを行う。

【００３５】上掲図９、１０の例においては、分配ギァ
５を備えた場合を示したたが、上下の回転刃３をそれぞ
れ独立して駆動すれば分配ギァ５は省略することができ
る。

【００３６】また、鋼片の接合不良部ｆは基本的にはト
ラッキング手段８にて行うが、接合部の初期位置を、接
合装置１１に配置した走行位置検出器１２にてトラッキ
ングするよにうしてもよく、また、接合部の位置を検出
できる機器（例えば温度計等）を別途設けておき、これ
によってトラッキングするようにしてもよい。

【００３７】図１１、図１２は幅の狭い回転刃３を保持
し鋼片の幅方向に走行可能な台車１３を金属の移動（搬
送）に合わせて走行させるようにした形式の接合不良部
除去装置を示したものである。

【００３８】このような形式になる装置は、台車１３と
鋼片を同期させる必要があるので、回転位置検出器ｉに
つながるメジャリングロールＭ（タッチ式のアイドルロ
ーラ等）と走行制御装置を設ける必要がある。

【００３９】この形式は、回転刃３の刃幅が狭くてよ
く、回転刃３を駆動させる駆動源を小型化できるメリッ
トがある。

【００４０】駆動源としては、回転刃３を駆動させるモ
ータｍの他に、回転刃３を鋼片の幅方向に沿って走行さ
せる走行モータｍ₂、台車１３を鋼片の長手方向に沿っ
て移動させるモータｍ₃を配置する。

【００４１】図１３に走行式接合不良部除去装置の制御
系統図を示す。なお、図１１、図１２における１４は台
車１３を搭載し鋼片の長手方向に沿って姿勢したレール
Ｌを走行するベースフレーム、１５はこのベースフレー
ム１４上で鋼片の長手方向に沿って設置されたレールで
あって、このレール１５に沿って台車１３が移動する。

【００４２】ここで示した装置においては、回転刃３の
開度を鋼片の接合部のトラッキングに合わせてダイナミ
ックに制御する必要はなく事前にセッティングしておけ
ばよいため、開度の調整は極めて簡単になる。また、接
合不良部除去後に台車１３を後退させる場合には回転刃
３を上・下降させることが好ましい。

【００４３】以上のように構成した接合不良部除去装置
によれば、鋼片の押圧時に生じる接合不良部を、熱間仕
上げ圧延に先立って速やかに除去することができ、それ
に起因した圧延中の板の破断は回避されることとなる。

【００４４】上掲図９に示した接合不良部除去装置の回
転刃３による切削状況をわかりやすく図解して図１４に
示す。

【００４５】直径が９５０mm、刃のピッチが１５mmにな
る回転刃を備えた接合不良部除去装置を用い、刃の周速
を８０ｍ／ｓに制御して鋼片の接合部を含むその前後１
００mmの領域で切削代を２mmにして幅方向の全域で切削
を行い、次いで、熱間仕上げ圧延にて０．８〜１．２mm
の板に仕上げた結果（鋼片を２０本接合して圧延する場
合を１サイクルとしてこれを５サイクル実施）、圧延中
に板が破断するようなケースは全く見られなかった。

【００４６】鋼片の押圧時に生じた接合不良部は、加熱
・昇温された領域であるから、接合直後は母板温度より
も高くなっており、このような状態において接合不良部
を除去すべく回転刃を作用させると被削物が回転刃に付
着して刃が焼付いたり目詰まりを起こす不利がある。

【００４７】従って、接合不良部の除去前にその部位を
１１００〜１２００℃もしくはそれ以下になるよう冷却
することによって、回転刃への被削物の付着等を回避す
ることができる。

【００４８】

【発明の効果】この発明によれば、接合不良部を効率よ
く除去できるので、圧延中の大きな張力変動を起こすよ
うなことがなく安定した連続圧延が実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼片の切断状況の説明図である。

【図２】鋼片の接合状況の説明図である。

【図３】鋼片の接合後の断面を示した図である。

【図４】接合不良部の除去後における状態を示した図で
ある。

【図５】ａ〜ｃは接合不良部の削除パターンを示した図
である。

【図６】接合不良部の除去率と圧延中における板の破断
の関係について調査した結果を示したグラフである。

【図７】回転刃の周速と焼付き状況の関係を示したグラ
フである。

【図８】回転刃による切削状況を示した図である。

【図９】この発明に従う接合不良部除去装置の構成を示
した図である。

【図１０】この発明に従う接合不良部除去装置の構成を
示した図である。

【図１１】この発明に従う接合不良部除去装置の他の例
を示した図である。

【図１２】図１１の平面を示した図である。

【図１３】この発明に従う接合不良部除去装置の制御系
統図である。

【図１４】図９に示した装置の簡略斜視図である。

【符号の説明】

１先行鋼片２後行鋼片３回転刃４スピンドル５分配ギァ６駆動モータ７回転速度制御手段８トラッキング手段８ａアイドルローラ８ｂ回転位置検出器９開度制御手段 10 上位制御手段 11 接合装置 12 走行位置検出器 13 台車 14 ベースフレーム 15 レールｆ接合不良部ｓシリンダｓ₁油圧コントロールバルブＭメジャーリングロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平林毅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 (72)発明者磯山茂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 (72)発明者山田博右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 (72)発明者桂重史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 (72)発明者竹林克浩千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社鉄鋼研究所内 (72)発明者田代勝三広島県広島市西区観音新町４−６−22 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者中川理広島県広島市西区観音新町４−６−22 三菱重工業株式会社広島製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先行鋼片の後端部と後行鋼片の先端部を
それぞれ切断したのち、鋼片の各端部を近接させて加熱
・昇温、押圧して両鋼片を接合し、次いで接合済みの鋼
片を連続的に熱間仕上げ圧延するに当たり、鋼片の接合を終えたのち、鋼片相互の押圧に際して生じ
た接合不良部を母材表面よりも深く切削して除去するこ
とを特徴とする接合鋼片の接合不良部除去方法。
【請求項２】切削代を母板板厚の１２．５％以内と
し、切削領域を鋼片の接合部を中心にしてその長手方向
において２０ｍｍ以上でかつ、鋼片の幅方向においてそ
の板幅の６０％以上として切削する、請求項１記載の方
法。
【請求項３】周速を５０〜１２０ｍ／ｓの範囲に調整
した回転刃を用いて切削する請求項１または２記載の方
法。
【請求項４】直径が５００ｍｍ以上で、刃のピッチが
５ｍｍ以上になる回転刃を用いて切削する請求項１、２
または３記載の方法。
【請求項５】接合鋼片を上下に挟み、鋼片の押圧時に
生じた接合不良部を切削除去する少なくとも一対の回転
刃と、この回転刃の周速を制御する回転速度制御手段
と、鋼片の接合部をトラッキングするトラッキング手段
と、接合部のトラッキング状況に応じて回転刃の切り込
みを制御する制御手段からなる、接合鋼片の接合不良部
除去装置。